Основные компоненты системного блока. Понятие базовой аппаратной конфигурации. Назначение системного блока, краткая характеристика входящих в него устройств

Железо
16.10.2018

Лабораторная работа №1

Тема: «Устройство персонального компьютера»

Цель работы : Знакомство со структурой персонального компьютера и практическая работа на персональном компьютере.

Порядок выполнения работы

1. Изучить аппаратный состав персонального компьютера.

2. Разобраться с назначением центрального процессора, с видами памяти и системой ввода-вывода информации.

3. Освоить основные правила пользования периферийными устройствами персонального компьютера.

Персональным компьютером (ПК ) принято называть электронно-механическую систему, представляющую собой совокупность устройств, предназначенных для совместной работы, с целью создания, передачи, обработки и хранения информации
(рис. 1.1).


Рис. 1.1. Персональный компьютер

1 – системный блок; 2 – клавиатура; 3 – монитор; 4 – манипулятор «мышь»; 5 – принтер; 6 – сканер; 7 – внешние запоминающие устройства (дисководы: со сменными дискетами, CD- и DVD-ROM, жесткий диск);

Все устройства, которые подключены к системному блоку, принято называть периферийными устройствами .

1. Системный блок

Системный блок – устройство, предназначенное для управления потоками информации и их обработкой. Внутри системного блока находится материнская плата, предназначенная для размещения таких электронных элементов как центральный процессор, видео- и звуковой карты, а также элементов памяти.

Центральный процессор (ЦП) является основным элементом системного блока, предназначенным для выполнения арифметических и логических операций, а также для управления работой всех периферийных устройств, имея для этого четкую систему ввода-вывода информации.



Рис. 1.2. Система ввода-вывода информации

Видеокарта - электронная плата, предназначенная для обработки видеоинформации и управления работой монитора. Видеокарта посылает в монитор сигналы развертки изображения и сигналы управления яркостью объектов на экране.

Звуковая карта – электронная плата, предназначенная для обработки и использования на компьютере аудиоинформации. Звуковой сигнал записывается с помощью микрофона и переводится в цифровой код, с целью его последующей обработки и воспроизведения.

Элементы памяти представляют собой особые микросхемы, каждая из которых необходима для хранения определенной информации.

Тип памяти Описание
ПЗУ(постоянное запоминающее устройство, ROM) Основным назначением постоянной память является хранение информации в виде системных программ, необходимых для выполнения команд начальной загрузки компьютера и поддержки работы процессора. Информацию, находящуюся в ПЗУ, нельзя удалить и, следовательно, она предназначена только для чтения.
ОЗУ(оперативное запоминающее устройство, RAM) Оперативная память предназначена для кратковременного хранения исходной информации и результатов работы процессора. После выключения компьютера оперативная память полностью очищается.
Кэш-память Встроена в ЦП Используется для синхронизации работы ОЗУ и ЦП, что позволяет увеличить производительность ПК. В кэш-память из оперативной памяти загружаются данные, которые процессор будет обрабатывать в данный момент.
Видеопамять Установлена на видеокарте Вид памяти, предназначенный для хранения графической и видеоинформации выводимой на экран монитора в виде экранных страниц.

Задание №1. Структура персонального компьютера

1. Проверьте, все ли основные устройства имеются на вашем персональном компьютере. Запишите названия, отсутствующих на вашем рабочем месте, устройств.

2. Разберитесь, к каким устройствам (ввода, вывода или ввода-вывода) относятся такие элементы системного блока как ПЗУ и ОЗУ.

3. Какой из элементов системного блока, отвечает за обработку информации.

4. Какой из видов памяти компьютера является энергозависимым?

Задание №2. Назначение устройств персонального компьютера

Определите, какие устройства компьютера предназначены для…

Вариант Назначение устройства
Долговременного хранения данных
Ввода информации
Вывода информации
Ввода-вывода информации
Кратковременного хранения данных
Обработки и передачи информации
Ввода-вывода информации
Синхронизации работы процессора и ОЗУ
Вывода информации
Постоянного хранения данных

2. Устройства ввода информации

Устройство, предназначенное для ввода информации и управления компьютером. Щелчок левой кнопкой мыши – указание центральному процессору, с какими объектами будет проводиться работа, т.е. какие выбирать команды, кнопки, значки, пункты меню. Щелчок правой кнопкой мыши по объекту открывает контекстное меню. Список команд контекстного меню зависит от того, с каким объектом идет работа. Трекбол В отличие от манипулятора"мышь" устанавливается стационарно, так как он не нуждается в гладкой рабочей поверхности. его шарик приводится в движение с помощью указательного пальца. Трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах. Графический планшет Устройство для преобразования графической информации, а также рукописного текста в цифровую форму. Графический планшет, располагается на столе, и специальный инструмент в виде пера позволяет указывать позиции на планшете. Джойстик Устройство для управления объектами на экране монитора. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану монитора. Микрофон Устройство для ввода аудиоинформации. Микрофон подключается к звуковой карте, которая преобразует звуковые сигналы из аналоговой в цифровую форму представления информации. Веб-камера Устройство для ввода в память компьютера видеоинформации в режиме реального времени. Часто используется для организации видеоконференций.

Задание №3. Устройства ввода информации

1. Какие из представленных устройств ввода информации находятся на вашем персональном компьютере?

2. Подготовьте компьютер к вводу текстовой информации, вызвав текстовый редактор Word. Определите, какие буквы появляются на экране: строчные или заглавные, латиница или кириллица.

3. Создайте режим автоповтора символа. Запишите, каким образом вы создали данный режим.

4. Щелкните правой кнопкой мыши поочередно по значкам "Мой компьютер" и "Корзина". Запишите названия третьих пунктов или команд контекстных меню.

3. Монитор

Монитором принято называть устройство вывода, предназначенное для визуального отображения информации в процессе работы на персональном компьютере. Он позволяет просматривать информацию, находящуюся во внешних запоминающих устройствах. Кроме того, мы можем просматривать результаты работы процессора и другую экранную информацию, выводимую в процессе работы компьютерных программ.

Тип монитора Принцип действия
ЭЛТ-мониторы Сконструированы на базе электронно-лучевой трубки, в которых изображение получается в результате свечения специального вещества (люминофора) под воздействием потока электронов.
ЖК-мониторы Используется тонкая плёнка из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу - сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения. Кроме пассивных, также используют и активные матрицы. В активных матрицах вместо нитей имеется прозрачный экран из транзисторов, которые обеспечивают яркое и не имеющее искажений изображение.
Сенсорные Диалог с компьютером осуществляется на основе использования тактильной информации, путём прикосновения к определённому месту чувствительного экрана.
PDP-мониторы Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Работа таких мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Внутрь трубки помещена пара электродов, между которыми зажигается электрический разряд и возникает свечение.

Задание №4. Монитор персонального компьютера

1. Определите, какого типа монитор установлен в вашем компьютере.

2. Чем отличаются ЖК-мониторы от плазменных мониторов?

3. В каком из типов мониторов имеет место электромагнитное излучение?

4. Внешнее запоминающее устройство

Для долговременного хранения информации персональный компьютер снабжен набором внешних запоминающих устройств (ВЗУ) , типы которых представлены в таблице и в Приложении 1:

Тип дисковода Описание
Дисковод со сменными дискетами Устройство, предназначенное для организации ввода-вывода информации, то есть с целью записи или чтения данных с гибких дискет. Важной характеристикой дискеты является объем записываемой на нее информации. Так, на дискету диаметром 3.5 дюйма (9 см) можно записать информацию в объеме 1.44 мегабайта.
Жесткий диск или винчестер Это набор из нескольких магнитных дисков, находящихся в одном корпусе и работающих совместно как единое целое. С целью защиты винчестера от возможных повреждений и ударов принято располагать его внутри корпуса. Основной характеристикой винчестера является максимальный объем записываемой в него информации. Объем изменяется в довольно широких пределах: от нескольких десятков гигабайт до нескольких терабайт.
CD-ROM, DVD-ROM Большинство компьютеров также оборудуются устройством, которое служит для чтения компакт-дисков, так называемым дисководом CD-ROM (<Си Ди – Ром>) или DVD- ROM (<Ди Ви Ди – Ром>). Для чтения содержащихся на компакт-дисках данных используется луч лазера. Объем информации на CD ~ 700 МB, на DVD дисках ~ 4 GB.
Flash-память Энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить информацию на микросхемах. Flash-память, которую также называют USB-drive, обеспечивает высокую сохранность данных, высокую скорость записи и считывания информации при небольших размерах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Объем информации помещаемой на флэш-память может достигать нескольких десятков гигабайт.

Все ВЗУ расположены на передней панели корпуса системного блока.

Задание №5. Работа с внешней памятью

1. Найдите на схеме системного блока (Приложение 1) место, где установлен винчестер.

2. Определите объем записанной информации на вашем сетевом диске.

3. Определите, во сколько раз больше можно записать информации на flash-память (4 GB) по сравнению с CD-диском (700 МB).

4. У каких устройств магнитный принцип записи?

5. Принтер

Принтер - устройство вывода информации, предназначенное для распечатки результатов работы на бумаге. Качество печати и скорость их работы зависят от типа используемого принтера.

Тип принтера Принцип действия
Матричный Имеет печатающий блок, в котором находится набор стерженьков. На печатающий блок устанавливается специальный пластиковый корпус, носящий название картриджаи предназначенный для размещения красящей ленты. Во время печати определенные стерженьки выдвигаются из блока и ударяют через красящую ленту, по бумаге, и таким образом, наносятся точки, из которых затем формируется изображение нужных нам символов.
Струйный Имеет печатающий блок, оборудованный соответствующим образом направленными соплами. Через эти сопла из картриджа выбрасываются капли краски, которые попадают в точно заданные места на бумаге.
Лазерный Используется принцип прилипания измельченной полимерной краски (тонера) к статически заряженной поверхности, с последующим нагреванием краски лазерным лучом в местах, где требуется получить изображение. Обеспечивают прекрасное полиграфическое качество, а также высокую скорость печати

Основная характеристика принтера – разрешающая способность (количество точек изображения на линии длиной 1 дюйм, dpi), которая может составлять, например, 600 dpi и выше. В струйных и лазерных принтерах разрешающая способность может быть больше 2400 dpi.

В ряде случаев используется устройство плоттер, предназначенное для вывода сложных и широкоформатных графических объектов – плакатов, чертежей, карт и др. Обычно плоттер использует формат бумаги А1.

Задание №6. Изучение принтера

1. Разберитесь, к какому виду принтеров относится печатающее устройство, установленное в компьютерном классе.

2. Нарисуйте схематический чертеж принтера с указанием места расположения клавиши включения принтера, а также кнопок управления печатью.

Сканер – это устройство ввода графической информации в компьютер путем ее преобразования из печатной в электронную форму представления информации.

Сканируемое изображение освещается светом трех цветов - красным, синим, зеленным. Отраженный от изображения свет попадает на линейную матрицу фотоэлементов, которая движется, считывая изображение и преобразуя его в двоичный код. После этого исходное изображение можно записать в графический файл.

Разрешающая способность сканеров составляет от 300 до 1200 dpi. Разрешение в 300 dpi означает, что при прохождении одного дюйма изображения сканируется 300 точек (1 дюйм = 2,54 см).

Тип сканера Принцип действия
Ручной Предназначен для считывания информации с оригинала построчно, путем протяжки считывающего блока вдоль листа бумаги. В настоящее время используются, в основном, для считывания штрих-кодов при продаже товаров в магазинах.
Планшетный Имеет вид параллелепипеда с открывающейся верхней крышкой, под которой расположено предметное стекло. Работая, необходимо лист бумаги или открытую книгу положить вниз картинкой или текстом и закрыть верхнюю крышку. После подачи команды на считывание информации со сканера записывается в виде графического изображения. При необходимости, с помощью специальной программы можно изображение преобразовать в текст.
Барабанный Используется для сканирования больших объемов печатной продукции. Барабанные сканеры позволяют в автоматическом режиме проводить сканирование набора листов бумаги. В основном используются в корпоративных организациях, а также в издательствах и типографиях.

Задание №7. Изучение работы сканера

Системный блок предназначен для использования в составе персонального компьютера и к нему уже подключаются монитор, устройства ввода и периферийные устройства. Архитектура системного блока модульная, что позволяет, при необходимости, переконфигурировать компьютер добавлять или усиливать компоненты. Внешне все системные блоки похожи, основное отличие это их дизайн и начинка.

На передней панели корпуса расположена кнопка «Power», которая предназначена для включения и выключения компьютера. Эта кнопка не отключает системный блок от сети переменного питания, а лишь подает сигнал на материнскую плату. Ошибки про¬граммного обеспечения могут привести к тому, что компьютер перестанет реаги¬ровать на однократное нажатие кнопки «Power», то есть, «зависнет». В этом случае следует нажать и удерживать эту кнопку более 4 с. При однократном нажатии данной кнопки, при запущенной операционной системе, происходит закрытие активных приложений и завершение работы.

На большинстве блоков имеется кнопка «Reset» (Перезагрузка), которая также служит для перезагрузки компьютера в случае «зависания» операционной системы. Кроме того, на передней панели расположены индика¬тор включения (горит при подаче электропитания), индикатор доступа к жесткому диску (горит при обращении к HDD или оп¬тическому приводу), а также передние панели FDD (дисковода гибких дисков) и оптического привода.

Установленный блок питания обеспечивает преобразование переменного тока сети электропитания напряжением 220В в постоянный ток, необходимый для питания всех компонентов компьютера. Блоки питания, устанавливаемые в компьютеры, могут иметь различные значения мощности (300, 350, 400Вт и более), в зависимости от конфигурации компьютера. В любом случае, запаса мощности должно хватать не только на питания устройств, входящих в комплект при покупке, но и для тех, которые Вы можете добавить впоследствии. При установке компонентов с повышенным энергопотреблением следует проконсультироваться со специалистами.

Для того, чтобы избежать повреждений системного блока или его частей из-за нестабильного электропитания, рекомендуется подключать компьютер через сетевой фильтр, который подавляет кратковременные скачки напряжения, или через источник бесперебойного питания, который обеспечивает работу компьютера в течение некоторого времени даже при полном отключении от электрической сети.

Внутри системного блока размещаются основные внутренние компоненты компьютера:

Материнская плата

Платы адаптеров (звуковая, видео, сетевая карты)

Процессор

Дисковые накопители

Блок питания

Соединительные шлейфы, шнуры и кабели

Вентилятор системы охлаждения внутренних элементов

Вентилятор и радиатор системы охлаждения процессора

Слоты системной шины

Так как многие компоненты могут быть интегрированы на материнской плате, то не все они могут быть представлены как отдельные комплектующие элемен-ты. Задняя панель, как правило, содержит панели плат расширений с разъемами, заглушки разъемов, вентиляционное отверстие вентилятора блока питания.

Это, так сказать, общий вид. Рассмотрим поближе эти комплектующие.

Материнская плата

Материнская плата является своеобразным «фундаментом» для всех комплектующих компьютера. Именно в нее втыкаются все основные устройства. Такие, как видеокарта, оперативная память, процессор, жесткие диски и т.д. Другими словами, это платформа, на которой строится вся остальная конфигурация компьютера.

На материнских платах также встречаются интегрированные устройства, т.е. встроенные. Материнские платы подобного типа уже продолжительное время фигурируют на компьютерном рынке. Примером могут служить материнские платы со встроенной звуковой видеокартами.

Материнские платы подобного типа, конечно, хороши, но имеют один недостаток Материнские платы с интегрированными устройствами чаще выходят из строя или начинают работать некорректно, чем их аналоги без интегрированных устройств. Почему так происходит? Точно сказать не могу. Вполне возможно, что кто-то знает точный ответ на этот вопрос. Но то, в чем я не уверен, я не собираюсь излагать вам.

Зачем интегрируются устройства на материнскую плату? Ответ прост. Дешевизна. Материнские платы с интегрированными устройствами дешевле Но, как уже точно известно, скупой платит дважды.

Но дешевизна - не единственная причина интеграции устройств на материнскую плату производителями. Подобные платы часто применяются на переносных компьютерах. Примером может служить ноутбук.

Тип и характеристики различных элементов и устройств материнской платы, как правило, определяется типом и архитектурой процессора (материнские платы на базе процессоров фирм Intel, AMD, Cyrix и др. - 8086/8088/80188, 286, 386, 486/586/686, Pentium, Pentium pro). Как правило, именно процессор или процессоры, их семейство, тип, архитектура и исполнение определяют тот или иной вариант архитектурного исполнения материнской платы. Т.е. материнские платы изготавливаются в расчете на наилучшую совместимость с теми или иными устройствами. Чаще всего материнские платы изготавливают, делая главный упор на наилучшую совместимость именно с процессорами, но это не обязательный фактор.

По числу процессоров, составляющих центральный процессор, различают однопроцессорные и многопроцессорные (мультипроцессорные) материнские платы. Большинство персональных компьютеров являются однопроцессорными системами и комплектуются однопроцессорными материнскими платами. На вид и комплектацию материнских плат влияют, также, требуемые эксплуатационные характеристики и будущее назначение компьютера.

Например, для ноутбуков интегрируется все, что только можно интегрировать для его компактности. Но ведь подобная повальная интеграция имеет свои недостатки. О них читайте выше.

А вот, например, для компьютеров, на которых ведется бухгалтерия предприятия или фирмы, подбираются комплектующие с минимальной интеграцией устройств или же вовсе без оной. Конечно, такой компьютер будет громоздким, но ведь он и не предназначен для ежедневной переноски из угла в угол. А надежность и «выносливость» компьютера повышается на порядок.

Процессор

Что же такое процессор? Процессор - это «мозг» компьютера. Процессором называется устройство, способное обрабатывать программный код и определяющее основные функции компьютера по обработке информации.

Т.е. процессор выполняет основные процессы на компьютере. Вот такой вот каламбур.

Конструктивно, процессоры могут выполняться как в виде одной большой монокристальной интегральной микросхемы - чипа, так и в виде нескольких микросхем, блоков электронных плат и устройств.

Чаще всего процессор представлен в виде чипа, расположенного на материнской плате. На самом чипе написана его марка, его тактовая частота (число возможных операций, которые он может выполнить в единицу времени) и изготовитель.

В настоящее время, микропроцессоры и процессоры вмещают в себе миллионы транзисторов и других элементов электронной логики и представляют сложнейшие высокотехнологичные электронные устройства. Персональный компьютер содержит в своем составе довольно много различных процессоров. Они входят в состав систем ввода / вывода контроллеров устройств. Каждое устройство, будь то видеокарта, системная шина или еще что-либо, обслуживается своим собственным процессором или процессорами. Однако, архитектуру и конструктивное исполнение персонального компьютера определяет процессор или процессоры, контролирующие и обслуживающие системную шину и оперативную память, и, что более важно, выполняющие объектный код программ. Такие процессоры принято называть центральными или главными процессорами (Central Point Unit - CPU). На основе архитектуры центральных процессоров строится архитектура материнских плат, и проектируется архитектура и конструкция компьютера.

Основные характеристики центрального процессора:

1. тип архитектуры или серия (Intel x86, Intel Pentium, Pentium overdrive, RISC…)

2. система поддерживаемых команд (standard 86/88, 286, 386, 486, Pentium, MMX) и адресации (real mode, protected mode, virtual mode, EMS, paging).

3. разрядность (бит)

4. тактовая частота (МГц)

5. величина питающего напряжения (Вольт)

Тип архитектуры, как правило, определяется фирмой производителем оборудования. Все крупнейшие фирмы, производящие электронное оборудование для IBM-PC-совместимых компьютеров и выпускающие свои типы центральных процессоров вносят изменения в базовую архитектуру процессоров серии Intel x86 или разрабатывают свою. С типом архитектуры тесно связан набор поддерживаемых команд или инструкций, и их расширений. Эти два параметра, в основном, определяют качественный уровень возможностей персонального компьютера и в большой степени уровень его производительности.

Разрядность центрального процессора определяет его поколение и принципиально влияет на скорость передачи информации между другими устройствами и процессором. Первые процессоры серии Intel x86 имели разрядность 8 бит и могли передавать и принимать информацию по одному байту. Современные микропроцессоры персональных компьютеров IBM-PC имеют разрядность 32 бита для передачи информации внешним устройствам и 64 бита - для внутренних операций с информацией. Для конвейерной архитектуры современных процессоров характерно повышение разрядности с развитием технологии производства и удешевлением современных технологий передачи информации и производства однокристальных микрочипов.

Тактовая частота процессора определяет минимальный квант времени, за который процессор выполняет некоторую условную элементарную операцию. Тактовые частоты измеряются в мегагерцах и определяют количественные характеристики производительности компьютерных систем в целом. Чем больше (выше) тактовая частота, тем быстрее работает центральный процессор.

В настоящее время технология производства центральных процессоров с высокой производительностью предусматривает их работу на очень высоких тактовых частотах (до 200 МГц и более), вследствие чего, устройства необходимо принудительно охлаждать. Для принудительного охлаждения процессоров используются пассивные системы - в виде радиаторов и активные системы - в виде радиаторов с вентиляторами. Многие процессоры оснащаются внутренними схемами умножения базовой тактовой частоты материнской платы. Такие процессоры имеют маркировку DX2 - удваивают DX4 - утраивают исходную тактовую частоту и, тем самым, работают в два и три раза быстрее.

Однако, все остальные устройства работают на базовой тактовой частоте. Необходимо понимать, что тактирующий генератор расположен на материнской плате, а тактовая

частота центрального процессора определяет его максимальные возможности работать на соответствующей частоте.

Т.е. тактовая частота процессора - это еще не все. Существует еще тактовая частота системной шины, которая отвечает за передачу информации от одного устройства к другому. Естественно, что чем выше тактовая частота системной шины, тем быстрее будет передаваться информация между устройствами. К устройствам также относится и процессор. Часто бывает так, что все возможности процессора так и не остаются раскрытыми до конца, т.к. многие просто при одном слове «разгон» шарахаются в сторону. Их опасения понятны. Но в большинстве своем беспочвенны и основаны на «страшных сказках» «знающих» людей, которые, сами, мало что умея, пытаются отгородить остальных от того, что они не понимают или же не хотят понимать.

Материнские платы могут содержать один, два, четыре и более центральных процессоров, что определяет их производительность и область использования. В настоящее время, наиболее распространены процессоры серии Intel 80х86 с тактовыми частотами от 100 до 230 МГц большинство из которых поддерживают специальные системы команд обработки графической и видео информации (например MMX) и другие расширенные инструкции защищенного режима.

Большое значение в общей технологии производства компьютерных систем имеет вопрос согласования возможностей и внутренних интерфейсов центрального процессора и набора интегральных микросхем - чипа на базе которого построена материнская плата. Правильное их сочетание может резко повысить общую производительность, и наоборот. Поэтому, рекомендуется устанавливать на материнские платы процессоры, указанные в руководстве фирмы производителя платы.

Технологии производства центральных процессоров постоянно совершенствуются.

Системная шина

Системная шина - это «паутина», которая соединяет между собой ВСЕ устройства и отвечает за передачу информации между ними. Расположена она на материнской плате и внешне, как таковая не видна. Подробнее об этом - ниже.

Чем выше тактовая частота системной шины, тем быстрее будет осуществляться передача информации между устройствами и, как следствие, увеличится общая производительность компьютера, т.е. поднимется скорость компьютера.

В настоящее время, чаще всего, в персональных компьютерах используются системные шины стандартов ISA, EISA, VESA, VLB и PSI. ISA, EISA, VESA и VLB в настоящее время являются морально устаревшими и не выпускаются на современных материнских платах. В настоящий момент нашли широкое применение шины PSI и, последняя разработка в области системных шин, AGP.

Все стандарты различаются как по числу и использованию сигналов, так и по протоколам их обслуживания.

Шина входит в состав материнской платы, на которой располагаются ее проводники и разъемы (слоты) для подключения плат адаптеров устройств (видеокарты, звуковые карты, внутренние модемы, накопители информации, устройства ввода / вывода и т.д.) и расширений базовой конфигурации (дополнительные пустующие разъемы).

Существуют 16-ти и 32-х разрядные, высокопроизводительные (VESA, VLB, AGP и PSI с тактовой частотой более 16 МГц.) и низкопроизводительные (ISA и EISA с тактовой частотой 8 и 16 МГц) системные шины. Также, шины, разработанные по современным стандартам (VESA, VLB и PSI) допускают подключение нескольких одинаковых устройств, т.е., например, несколько жестких дисков, а шина PSI обеспечивает самоконфигурируемость периферийного (дополнительного) оборудования - поддержку стандарта Plug and Play исключающего ручную конфигурацию аппаратных параметров периферийного оборудования при его изменении или наращивании. Т.е. шина PSI, как, впрочем, и AGP сама настраивает оборудование без вмешательства пользователя.

Порты

Порты предназначены для соединения периферийных устройств с материнской платой. Существует два основных вида портов. Параллельные и последовательные. Рассмотрим оба типа.

Параллельные порты (LPT)

Чаще всего параллельные порты LPT используются для подключения к компьютеру печатающих устройств (принтеры).

Параллельные порты получили свое название благодаря методу передачи данных, т.к. они имеют восемь разрядов шины данных и способны передавать информацию байтами синхронно по восьми проводникам. Чаще всего, в параллельных интерфейсах используются следующие сигналы:

Автоподача (AUTOFEED) Строб передачи данных (STROBE)

Инициализация устройства (INITIALIZE)

Данные 1 - данные 8 (DATA1-DATA8)

Устройство занято (BUSY)

Готовность приема данных устройством (ACKNLG)

Ошибка на устройстве (ERROR)

Конец бумаги (PAPER END)

Устройство выбрано (SELECT INPUT)

Устройство готово (SELECT)

Земля (GND)

Сигналы данных могут дополнительно обеспечиваться собственными сигнальными линиями заземления - по одному на каждый канал данных. В таком случае, число сигналов возрастает до 25. Для соединения компьютера с устройством при помощи параллельного интерфейса используется 25-ти контактный разъем Centronics.

Параллельные интерфейсы имеют высокую скорость передачи данных (до 150 К/сек) и низкую помехоустойчивость, что позволяет использовать кабель длинною не более трех метров.

Последовательные порты (COM1 COM2 COM3)

Последовательные порты передают данные последовательно по одному биту. Для передачи и приема в них используется два канала - один для передачи и один - для приема, и несколько дополнительных сигнальных линий.

Для соединения при помощи последовательных портов используются 9-ти и 25-ти контактные соединительные разъемы. Последовательные коммуникационные порты имеют достаточно низкие скорости работы (50, 75, 100, 110, 200, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57000 и 115000 бит/сек) и высокую помехоустойчивость, что позволяет использовать соединительный кабель до 75 метров и более.

Последовательные порты имеют разнообразное использование. Они применяются как для соединения компьютера с принтерами, модемами, мышами, ручными сканерами и т.п., так и для соединения двух компьютеров.

Видеокарта

Видеокарта, видеоадаптер, видеоконтроллер или адаптер дисплея является устройством непосредственно формирующим изображение на - мониторе. Как и любой другой контроллер устройства, видеокарта может быть выполнена как внешнее или внутреннее - интегрированное (встроенное) на материнскую оборудование. Тип видеоконтроллера и его возможности определяют, в конечном виде, аппаратно достижимые и поддерживаемые режимы работы всей графической системы, скорость и качество формируемого на экране мониторов изображения.

Видеокарта, выполненная как внешнее устройство - требует подключения к материнской плате в определенный слот.

Интегрированная видеокарта на материнскую плату - не требует подключения вообще, но может быть отключена в случае необходимости подключения внешней.

Все видеокарты содержат видеобуфер, физические адреса которой находятся на плате адаптера, но входят в общее адресное пространство оперативной памяти компьютера. В нем хранится текстовая или графическая информация выводимая на экран. Тип микросхем видеопамяти значительно влияет на производительность всей видеосистемы в целом. Так, обычные чипы динамической памяти DRAM не позволяют делать одновременно операции чтения и записи в область видеопамяти, а микросхемы VRAM (Video Random Access Memory) - позволяют, что значительно ускоряет работу устройства. Основная функция видеокарты заключается в преобразовании цифровых данных видеобуфера в те

сигналы, которые управляют монитором и формируют, видимое пользователем, изображение на экране.

Графические режимы допускают отрисовку на экране монитора объектов произвольной формы и сложности. Общим принципом графических режимов является кодирования изображения как набора элементарных точек - пикселов, определяющих максимальное разрешение экрана. Выпускаются видеокарты с самыми различными графическими режимами (320х200, 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200:)

В зависимости от числа бит на пиксел различают монохромные и цветные графические режимы с числом цветов 16 (4 бита на пиксел), 256 (8 бит на пиксел), 32000 (12 бит на пиксел), 64000 (16 бит на пиксел), 16 млн (32 бита на пиксел) - режим True color . В зависимости от используемого графического режима и типа адаптера дисплея, цвета пикселей могут кодироваться разным количеством бит, что в конечном итоге, определяет число одновременно отображаемых на экране цветов - цветовую палитру и объем видеопамяти необходимый для хранения картинки изображения.

Современные видеокарты могут иметь до 32 Мбайт видеопамяти и более, что дает им возможность использовать графические видеорежимы с 16 млн цветов - True color и разрешением экрана до 1024х768 пикселов и выше.

Скорость работы видеоадаптера - скорость отрисовки пикселов на экране весьма разнообразна и зависит от его типа, видеорежима, используемой в адаптере видеопамяти и скорости работы и типа всей системы в целом

Современные видеоадаптеры в своем составе имеют, как правило, контроллер и процессор - графический сопроцессор системы. Разрядность контроллера и шины данных между контроллером и видеопамятью может составлять 32 и 64 бита, что в первую очередь влияет на производительность устройства. Однако, разрядность - признак, характеризующий четыре компоненты видеосистемы - процессора, контроллера микросхем памяти и соединяющей их шины данных. Теоретически, конечно, наивысшая производительность достигается при 64-х разрядности всех четырех компонент, однако, столь крутые видеорежимы сказываются на производительности всей системы и, следовательно забирают часть ресурсов компьютера, если у ней не хватает видеопамяти. Для того, чтобы видеокарта не забирала под свою работу системные ресурсы, нужно, чтобы у видеокарты имелось в наличии не менее 8 мегабайт видеопамяти.

К важнейшим характеристикам видеокарты относят его тип, вид, поддерживаемые видеорежимы (допустимые разрешения экрана, максимально возможное количество цветов), поддерживаемые режимы энергетического сохранения и управления монитором, поддержку аппаратных систем ускорения и акселерации вывода в текстовых и графических режимах, акселерации отрисовки двухмерных 2D и трехмерных 3D изображений, заполнения фоном (текстурой) графических примитивов, буферизации вывода растровых и др. шрифтов, разрядность контроллера и шины данных между контроллером и видеопамятью и др. Большинство указанных параметров зависят от типа и вида устройства.

Звуковая карта

Звуковые адаптеры или карты представляют устройства, позволяющие воспроизводить и записывать звук. Стандартные звуковые карты обычно бывают внутренние, вставляемые в разъем системной шины на материнской плате. К звуковым картам обычно можно подключить колонки, микрофон и игровой джойстик. Основными характеристиками звуковых адаптеров являются: качество звука (частотный диапазон воспроизведения и записи, стерео или моно звучание, наличие систем цифровой фильтрации), количество каналов воспроизведения и записи, разрядность шины данных, наличие синтезатора и число его голосов и др. Чем шире частотный диапазон звукового сигнала, тем чище и качественнее воспроизводимый и записываемый звук устройства. Наиболее распространены карты с диапазоном от 20 Гц до 25 кГц. Системы цифровой фильтрации позволяют достаточно существенно улучшить качество звучания и записи. Они могут быть одно и многоканальными и иметь или не иметь программный интерфейс управления.

Обычные звуковые карты, применяемые в домашних и офисных компьютерах имеют один канал воспроизведения и один канал записи звука. Более мощные и дорогие устройства имеют несколько (2, 4, 6, 10 и более) каналов и позволяют производить независимое воспроизведение, запись и наложение нескольких звуковых источников, а также полное раздельное управление каналов.

Разрядность внутренней и внешней шин данных имеет прямое отношение к производительности и возможностям устройства. Выпускаются 8-ми, 16-ти и 32-х разрядные карты, обеспечивающие возможности от примитивного монофонического до многоканального стерео звука и записи.

Синтезатор представляет дополнительную систему создания звуковых эффектов. При помощи программируемых голосов синтезатора можно синтезировать звук при помощи специальных цифровых команд, что значительно снижает объем информации, необходимый для воспроизведения звука. Многие звуковые карты содержат звуковой вход аналогового сигнала, для подключения выходного звукового CD_ROM для обеспечения возможности проигрывания музыкальных компактдисков. Также, они могут иметь слоты для подключения игровых адаптеров, позволяющие подключать джойстики и другие игровые манипуляторы.

КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМНОГО БЛОКА

Основные блоки ПК и их назначение

Структурная схема ПК представлена на рис. 1.

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

В состав микропроцессора входят:

    Устройство управления (УУ): формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

    Арифметико-логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор).

    Микропроцессорная память (МПП): предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации непосредственно в ближайшие такты работы машины, используемой в вычислениях; МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину один байт и более низкое быстродействие). Кэш - это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). Процессоры всегда работали быстрее, чем память, причем со временем разрыв между этими скоростями все увеличивается. Чем медленнее память, тем больше процессору приходится ждать. Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами и веб-серверами.

4. Интерфейсная система микропроцессора: предназначена для сопряжения и связи с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, бу­ферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной.

Итак, запомним, что интерфейс (interface) - совокупность средств сопряже­ния и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимо­действие.

Порт ввода-вывода (I/O port) - аппаратура сопряжения, позволяющая подклю­чить к микропроцессору другое устройство ПК.

Математический сопроцессор широко используется для ускоренного выполне­ния операций над двоичными числами с фиксированной и плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых трансцендентных, в том числе тригонометрических функций.

В современных ПК микросхема математического сопроцессора интегрирована в кристалл МП; мик­росхемы контроллера прерываний, контроллера прямого доступа к памяти и некоторые другие находятся в системном чипсете на материнской плате.

Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно (совмещено во времени) с основным МП, но под управлением последнего. Ускорение операций происходит в десятки раз.

Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту ма­шины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота гене­ратора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персо­нального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов.

Системная шина основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

- кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

- кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

- кодовую шину инструкций (управления) (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

- шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

Между микропроцессором и основной памятью;

Между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

Между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режи­ме прямого доступа к памяти).

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифициро­ванные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляет­ся микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнитель­ную микросхему контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выпол­няется с использованием ASCII-кодов.

Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена ин­формацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоми­ нающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ (ROM - Read Only Memory) предназначено для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации; позволяет оперативно только считывать информацию, хранящуюся в нем (изменить информацию в ПЗУ нельзя);

ОЗУ (RAM - Random Access Memory) предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени.

Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адрес­ный доступ к ячейке). В качестве недостатка оперативной памяти следует отме­тить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость).

Кроме основной памяти на системной плате ПК имеется и энергонезависимая па­ мять CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM), постоянно питающаяся от своего аккумулятора; в ней хранится информация об аппаратной конфигурации ПК (обо всей аппаратуре, имеющейся в компьютере), которая прове­ряется при каждом включении системы.

Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для дол­говременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребо­ваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все про­граммное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными из них, имею­щимися практически на любом компьютере, являются показанные на структур­ной схеме (рис.1) накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) маг­ нитных дисках.

Назначение этих накопителей: хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устрой­ство. Различаются НЖМД и НГМД конструктивно, объемами хранимой инфор­мации и временем поиска, записи и считывания информации. В качестве устройств внешней памяти часто используются также накопители на оптических дисках (CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) и реже - запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (НКМЛ, стримеры).

Таймер - внутримашинные электронные часы реального времени, обеспечиваю­щие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономно­му источнику питания - аккумулятору, и при отключении машины от сети про­должает работать.

Внешние устройства (ВУ) ПК - важнейшая составная часть любого вычислитель­ного комплекса, достаточно сказать, что по стоимости ВУ составляют до 80-85 % стоимости всего ПК.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользовате­лями, объектами управления и другими компьютерами.

К внешним устройствам относятся:

Внешние ЗУ ПК (флеш память);

Диалоговые средства пользователя; - устройства ввода информации;

Устройства вывода информации;

Средства связи и телекоммуникации,

Мультимедиа.

Флеш-память - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ).Она может быть прочитана сколько угодно раз (в пределах срока хранения данных, типично - 10-100 лет), но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально - около миллиона циклов). Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи - намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна и компактна.

Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах - фото- и видеокамерах, диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах.

Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах (маршрутизаторах, мини-АТС, принтерах, сканерах, модемax), различных контроллерах.

Также в последнее время широкое распространение получили USB флеш-накопители («флешка» , USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие дискеты и CD.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеотерминалы (дис­плеи) и устройства речевого ввода-вывода информации;

- видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводи­мой из ПК информации;

- устройства речевого ввода-вывода - быстро развивающиеся средства мульти­медиа. Это различные микрофонные акустические системы, «звуковые мыши» со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произно­симые человеком буквы и слова, идентифицировать их и кодировать; синтеза­торы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.

К устройствам ввода информации в ПК относятся:

- клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляю­щей информации в ПК;

- графические планшеты (дигитайзеры) - устройства для ручного ввода графи­ческой информации, изображений путем перемещения по планшету специаль­ного указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется счи­тывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;

- сканеры (читающие автоматы) - устройства для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисун­ков, чертежей;

- устройства указания (графические манипуляторы), предназначенные для вво­да графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вво­дом их в ПК (джойстик - рычаг, мышь, трекбол - шар в оправе, световое перо и т. д.);

- сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

- принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумаж­ный носитель;

- графопостроители (плоттеры) - устройства для вывода графической инфор­мации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель.

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, циф­ро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т. п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим компьютерам и вычислительным сетям (сетевые интер­фейсные платы и карты, «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы).

В частности, показанный на рис.1 сетевой адаптер относится к внешнему интер­фейсу ПК и служит для подключения его к каналу связи с целью обмена информа­цией с другими компьютерами при работе в составе вычислительной сети. В каче­стве сетевого адаптера чаще всего используется модулятор-демодулятор. Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе средств мультимедиа.

Мультимедиа (multimedia - многосредовость) - это комплекс аппаратных и про­граммных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анима­цию и т. д. К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и выво­да информации; микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами; звуковые и видеоплаты, платы видезахвата, снимающие изображение с видеомаг­нитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; широко распространенные уже сейчас сканеры, позволяющие автоматически вводить в компьютер печатные тек­сты и рисунки; наконец, внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.

Источник питания - блок, содержащий системы автономного и сетевого энерго­питания ПК

Дополнительные интегральные микросхемы

К системной шине и к МП ПК наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные интегральные микросхемы, рас­ширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора:

Контроллер прямого доступа к памяти;

Сопроцессор ввода-вывода;

Контроллер прерываний и т. д.

Контроллер прямого доступа к памяти (DMA - Direct Memory Access) обеспечи­вает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстродей­ствие ПК. Иными словами, режим DMA позволяет освободить процессор от ру­тинной пересылки данных между внешними устройствами и ОП, отдав эту работу контроллеру DMA; процессор в это время может обрабатывать другие данные или другую задачу в многозадачной системе.

Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с МП существенно уско­ряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплей, принтер, НМД, НГМД и т. д.); освобождает МП от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти.

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания. Прерывание - вре­менное приостановление выполнения одной программы с целью оперативного выполне­ния другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы. Контрол­лер принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП. Микропроцессор, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и пере­ходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслужи­вания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер преры­ваний является программируемым. Прерывания возникают при работе компьюте­ра постоянно, достаточно сказать, что все процедуры ввода-вывода информации выполняются по прерываниям. Например, прерывания от таймера возникают и обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (длятся эти прерыва­ния тысячные доли секунды и поэтому пользователь их не замечает).

Элементы конструкции ПК

Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы - стыки подключаются внешние устройства: дополнительные бло­ки памяти, клавиатура, дисплей, принтер и т. д.

Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, нако­пители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами - адаптерами внешних устройств.

На системной плате (часто ее называют материнской платой - mother board), в свою очередь, размещаются:

Микропроцессор;

Системные микросхемы (чипсеты);

Генератор тактовых импульсов;

Модули (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ;

Микросхема CMOS-памяти;

Адаптеры клавиатуры, НЖМД и НГМД;

Контроллер прерываний;

Таймер и т. д.

Многие из них подсоединяются к материнской плате с помощью разъемов.

Компоненты ПК

Современный ПК одновременно и прост и сложен. Он стал проще, так как за минувшие годы многие компоненты, используемые для сборки системы,были интегрированы с другими компонентами и поэтому количество элементов уменьшилось. Он стал сложнее, так как каждая часть современной системы выполняет намного больше функций, чем в более старых системах. Ниже перечислены все компоненты, которые должен содержать современный ПК.

    системная плата;

    процессор;

    память (оперативная память);

  • блок питания;

    дисковод для гибких дисков;

    жесткий диск;

    накопитель CD - ROM , CD - RW или DVD - ROM ;

    клавиатура;

    видеоадаптер;

    монитор (дисплей);

    звуковая плата;

    акустические системы;

Функциональные характеристики ПК

Основными функциональными характеристиками ПК являются:

    Производительность, быстродействие, тактовая частота.

    Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса.

    Типы системного и локальных интерфейсов.

    Емкость оперативной памяти.

    Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках.

    Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера).

    Наличие, виды и емкость кэш-памяти.

    Тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера.

    Наличие и тип принтера.

    Наличие и тип накопителя на CD-ROM.

    Наличие и тип модема.

    Наличие и виды мультимедийных аудио-видео средств.

    Имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы.

    Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров.

    Возможность работы в вычислительной сети.

    Возможность работы в многозадачном режиме.

    Надежность.

    Стоимость.

    Габаритные размеры и вес.

Некоторые из приведенных функциональных характеристик нуждаются в пояс­нении, поэтому остановимся на них подробнее.

Производительность, быстродействие, тактовая частота

Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду. Единицами измерения служат:

- МИПС (MIPS - Mega Instruction Per Second) - для операций над числами, представленными в форме с фиксированной запятой ("точкой);

- МФлоПС (MFloPC - Mega FLoating point Operation Per Second) - для опе­раций над числами, представленными в форме с плавающей запятой (точкой).

Реже производительность компьютеров измеряют с использованием единиц из­мерения:

- КОПС (КОРЗ - Kilo Operation Per Second) для низкопроизводительных ком­пьютеров - тысяча неких усредненных операций над числами;

- ГФлоПС (GFloPS - Giga FloPS) - миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой.

Оценка производительности компьютеров всегда приблизительная, ибо ориен­тируется на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды опера­ций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций.

Для компьютеров, выполняющих самые разные задания, эти оценки будут весьма неточными. Поэтому для характеристики ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту , более объективно определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне опреде­ленного количества тактов. Зная тактовую частоту, можно достаточно точно опре­делить время выполнения любой машинной операции.

Например, при отсутствии конвейерного выполнения команд и увеличения внут­ренней частоты у микропроцессора тактовый генератор с частотой 100 МГц обес­печивает выполнение 20 млн. коротких машинных операций (простых сложений и вычитаний, пересылки информации и т. д.) в секунду; с частотой 1000 МГц - 200 млн. коротких операций в секунду.

Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса

Разрядность - это максимальное количество разрядов двоичного числа, над ко­торыми одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и опе­рация передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК.

Типы системного и локальных интерфейсов

Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних уст­ройств и различные их виды.

Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров

Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров озна­чает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же техни­ческих элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин.

Возможность работы в многозадачном режиме

Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по не­скольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользова­телей (многопользовательский режим). Совмещение во времени работы нескольких устройств машины, возможное в таком режиме, позволяет существенно увеличить эффективное быстродействие компьютера.

Основные блоки компьютера

Компьютер состоит из трёх базовых частей:

· Системный блок;

· Клавиатура и

· Монитор (дисплей).

Именно эти три блока дают им право называться компьютером. В случае если подсоединяется манипулятор Мышь, компьютер превращается в компьютерную систему, подключается принтер – получается компьютерная система с более развитым периферийным обеспечением (мультимедиа) и т.д.

Системный блок содержит материнскую плату, в которую вставляются всœе основные платы блока (процессор, ОЗУ, видеокарта͵ звуковая карта и др.), дисководы для дискет и компакт-дисков, винчестеры. К системному блоку через контроллеры (согласующие устройства) подсоединяются клавиатура, дисплей, мышь, принтер, сканер, модем, джойстик, телœевизионный тюнер и др.
Размещено на реф.рф
Конструктивно системный блок должна быть выполнен в горизонтальном (модель "Baby") и в вертикальном (модель "Tower") исполнениях.

Микропроцессор является "мозгом" кмпьютера, состоит из АЛУ, УУ и регистров, выполняет 10- 100 млн опер/сек исходя из тактовой частоты процессора (75, 100, 133, 166 МГц и т.д.). Самыми современными в настоящее время являются процессоры Pentium 5 и Pentium 6 и Celeron 1100, 1300 и др.

ОЗУ – в него переписываются всœе рабочие программы, при выключении питания ОЗУ очищается, а несохранённые данные теряются, именно с ОЗУ работает МП. Емкость современной оперативной памяти составляет 64, 128, 256, 512 Мб.

Контроллер (адаптер) – плата с электронной схемой, через которую выполняется управление внешними устройствами (мышь, клавиатура, принтер и др.)

Винчестер – Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), жесткий диск HDD для хранения программного обеспечения ЭВМ: программ DOS, Windows, приложений (MS Office, Autocard, MathCard и др.).При сохранении документа или программы они из ОЗУ переписываются в ПЗУ и при отключении питания компьютера не пропадают. Емкость современных винчестеров составляет 1-100 Гб. Винчестерам присвоены имена "C", "D", "Е" и т.д.

Дисковод – предназначен для работы с гибкими магнитными дисками (дискетами) FDD размером 3,5" (ʼʼ9 см) емкостью 1,44 Мб, ему присвоено имя "А ". Имя дисковода "В" использовалось, когда применялись диски и дисководы на 5,25" (ʼʼ15 см) емкостью до 1,2 Мб.

Монитор – устройство для вывода на экран информации, текстовой, графической и табличной. Основной тип современного монитора на кинœескопе –SVGA, на жидких кристаллах – TFT. В графическом режиме разрешающая способность монитора составляет 1024*760 точек, 16-256 цветов, в текстовом – 80*25 символов, 16 цветов.

Размер точки экрана может изменяться от 0,25 до 0,38 мм и принято называть "пиксель"

Клавиатура является устройством ввода информации, содержит 98-104 клавиши, которые объединœены в четыре блока:

1. Блок клавиш для ввода символов русского и латинского алфавитов и цифр 0-9, расположен в центральной части клавиатуры;

Вокруг центрального блока клавиш расположены служебные клавиши этого блока:

Tab – табуляция (перемещение курсора на 8 позиций, смена панелœей в NC;

CapsLock – фиксатор верхнего регистра (прописных букв);

Shift – верхний регистр;

Escape (исчезать) – отмена последней команды;

BackSpace – удаление символа слева от курсора;

Enter – ввод команд и данных, перевод строки и др.

Ctrl, Аlt - изменяют назначение других клавиш, используются в сочетании с ними.

Клавиши Shift, Ctrl, Alt продублированы.

2. Блок функциональных клавиш F1-F12, предназначен для выполнения различных специальных действий

3. Блок клавиш управления курсором (в начало или конец файла, на экран вверх или вниз, на позицию влево-вправо, вверх-вниз, вставка, удаление);

4. Калькуляторный блок клавиш, предназначен для тех, кто привык работать на калькуляторе "слепым" методом. Эти клавиши дублируют функции клавиш управления курсором.

Основные блоки компьютера - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Основные блоки компьютера" 2014, 2015.