Апаратне забезпечення визначення. Апаратне забезпечення комп'ютера. Накопичувач на жорсткому диску

Кожен комп'ютер складається з набору основних взаємозалежних апаратних засобів, без яких робота комп'ютера практично неможлива.

Системний блок

Системний блок- це корпус комп'ютера, зовнішня оболонка, що захищає внутрішні компоненти від будь-якого зовнішнього впливу та механічних пошкоджень. Системний блок забезпечує потрібну температуру та екранує електромагнітне випромінювання внутрішніх компонентів.

Є кілька типів системних блоків:

• Super Tower
• Midi Tower
• Micro ATX
• Desktop
• Tiny Tower
• Flex ATX
• Mini ITX

Блок живлення- є джерелом електроживлення всіх частин комп'ютера та його головне завдання - перетворення змінної напруги мережі, зазвичай це стандартні 220B у вашій розетці, у постійну напругу живлення всіх компонентів комп'ютера. Щоб блок живлення не нагрівався та не зламався від великого температурного режиму, у ньому вбудований вентилятор для охолодження.

Джерело безперебійного живлення- проста акумуляторна батарея, яка здійснює безперебійне короткочасне постачання електрики комп'ютера та всіх його частин. Це необхідно, щоб коректно завершити роботу та збереження даних, якщо раптом різко відключиться електрика.

Материнська плата- мабуть, найголовніший і найголовніший компонент комп'ютера. Саме до неї підключаються всі інші компоненти та зовнішні пристрої.

Шина- лінії та провідники на материнській платі, за якими компоненти та пристрої комп'ютера обмінюються інформацією.

Лінії шини діляться на 3 групи за типом переданих даних:

1. Лінії даних – шина даних
2. Лінії адреси – шина адреси
3. Лінії керування - шина керування

За функціональним призначенням шини діляться:

• Системна шина (шина CPU) - її використовують мікросхеми чіпсет для передачі даних до процесора та від нього
• Шина кеш-пам'яті - використовується для обміну даними між процесором та кеш-пам'яттю
• Шина пам'яті – використовується для обміну даними між оперативною пам'яттю процесором
• Шини введення та виведення - стандартні та локальні, зв'язують пристрої через порти

Невелика додаткова інформація про шину:

• Порта - шина, яка зв'язує пристрої між собою.
• Розрядність - характеристика, що визначається кількість даних, що паралельно проходять через шину
• Пропускна здатність - характеристика, яка визначається кількістю біт даних, що передаються по шині за секунду.
• Шина ISA - 8 або 16-розрядна шина введення та виведення для підключення плат розширення
• Шина VLB - 32-розрядна шина для обміну відео
• Шина PCI - шина введення-виводу для підключення периферійних пристроїв до материнської плати
• Шина AGP - 32-розрядна високошвидкісна шина для відеокарти та прискорення введення-виведення даних на відеоадаптер.
• Шина PCI Express - шина з програмною моделлю шини PCI та високопродуктивним фізичним протоколом для послідовної передачі даних
• Шина USB – шина для підключення периферійних пристроїв зовні корпусу комп'ютера.
• Шини SCSI та SAS - шини на робочих станціях та високопродуктивних серверах
• Шина IEEE 1394 - високошвидкісна локальна послідовна шина для обміну даними між комп'ютером та іншими пристроями

Зв'язок із зовнішніми периферійними пристроями відбувається через послідовні та паралельні порти.

Паралельна передача даних- відбувається через паралельний порт LTP. Всі 8 бітів пересилаються одночасно, а не один за одним. Вся передача даних відбувається лише в одному напрямку – односпрямована передача. Наприклад, через LTP-порти до комп'ютера підключаються принтери.

Порт EPP- Здійснює двонаправлену передачу даних, в обох напрямках.

Порт ECP- Здійснює передачу даних з великою швидкістю, за допомогою стиснення даних

Послідовна передача даних- відбувається через послідовний порт COM. Дані передаються побитно - окремі біти пересилаються послідовно друг за одним, у своїй можна обмінюватися даними у двох напрямах.

Для нормальної роботи комп'ютера та підключених до нього периферійних пристроїв необхідно розділяти всі системні ресурси:

• Лінії запитів на переривання (IRQ)
• Канали прямого доступу до пам'яті (DMA)
• Базові адреси портів введення та виведення

Система переривань- зупиняє поточні дії комп'ютера і перемикається на інші у відповідь на дії, що надійшли.

Передача даних у режимі прямого доступу до пам'яті- необхідна під час обміну даними між оперативною пам'яттю та високошвидкісними пристроями.

Порти введення та виведення- пов'язують комп'ютер з периферійними пристроями для обміну даними між процесором.

центральний процесор- блок або інтегральна схема, що виконує машинні інструкції.

У процесор входять основні компоненти:

• арифметико-логічний пристрій
• блок керування
• блок пам'яті
• пристрій введення та виведення

Вся робота процесу будується за таким принципом. По системній шині на вхід процесора надходять сигнали - логічні 0 і 1. Такі сигнали декодуються на основі набору вбудованих інструкцій в процесор і керують його роботою. На виході процесора надходять результати роботи у вигляді логічних 0 і 1. Самі значення цих сигналів визначаються напругою на лініях шини - 1,5 вольт це 1, а 0 вольт - це 0.

Сокет для процесора- Спеціальний роз'єм на материнській платі, в який встановлюється процесор комп'ютера. Зверху процесора встановлюється радіатор з вентилятором, щоб охолоджувати процесор, що нагрівається.

Компонентами процесора є:

• Ядро – виконує команди
• Модуль передбачення переходу визначає зміну послідовності виконання команд після переходу, щоб переслати ці команди в декодер команд
• Співпроцесор - виконує операції з нецілими числами
• Кеш-пам'ять першого рівня – дає доступ до даних швидше, ніж до зовнішньої кеш-пам'яті другого рівня. Процесор має два модулі кеш-пам'яті по 8 Кбайт кожен: перший для команд, другий для даних.
• Інтерфейсний модуль системної шини - команди та дані, які надходять по системній шині, поділяються на 2 потоки.

Виконання команд у процесорі відбувається конвеєрною обробкою - розбиваючись на кілька щаблів, де кожному щаблі відповідає свій модуль у процесорі. По тактовому імпульсу команди в драйвері переходять на наступний щабель і після того як команда залишає конвеєр, туди надходить нова команда.

Основні характеристики процесора

• Ступінь інтеграції
• Внутрішня та зовнішня розрядність оброблюваних даних
• Тактова частота
• Кількість інструкцій, що виконуються за один такт
• Пам'ять, до якої може бути адресований процесор
• Об'єм вбудованої кеш-пам'яті
• Кількість рівнів кеш-пам'яті

Ступінь інтеграції- Визначає скільки транзисторів може в ній вміститися

Внутрішня і зовнішня розрядність даних визначає кількість біт яке процесор може обробити одночасно - 16, 32 або 64 біта.

Тактова частота- максимальна кількість операцій процесора за секунду

Реальний режим роботи процесора- адресує трохи більше 1 Мбайт пам'яті

Захищений режим роботи процесора- адресує до 16 Мбайт фізичної та до 1 Гбайт віртуальної пам'яті

Оперативна пам'ять- тимчасова пам'ять, в якій дані зберігаються лише коли комп'ютер працює. Після завершення роботи комп'ютера всі дані з оперативної пам'яті зникають.

Осередки пам'яті в оперативній пам'яті складаються з матриці з рядками та стовпцями. Адреса осередку включає адресу рядка і адресу стовпця.

Основні характеристики мікросхем пам'яті:

• Місткість
• Розрядність
• Швидкодія
• Тимчасова діаграма

Таблиця векторів переривань- Містить 256 елементів по 4 байти і зберігає в собі вектори переривань, що є адресами сервісних програми у складі операційної системи та базової системи введення-виведення BIOS.

Область даних BIOS- Містить лічильник таймера, буфер клавіатури та інші внутрішні дані.

Область для операційної системи- містить програми та дані

UMA- апаратна частина оперативної пам'яті, розташована після перших 640 Кбайт. У ній розміщується відео-пам'ять та ROM BIOS, також можуть бути модулі постійної та оперативної пам'яті, підключені до комп'ютера.

EMS- метод використовує вільну пам'ять в UMA.

HMA- перший блок 64 Кбайт вище межі 1 Мбайт оперативної пам'яті

XMS- вся пам'ять вище за межу 1 Мбайт, включаючи HMA

Віртуальна пам'ять- процес створення на жорсткому диску комп'ютера файлу в кілька десятків мегабайт розміром для розширення оперативної пам'яті. Це необхідно, коли обсягу встановлених модулів пам'яті на материнській платі не вистачає.

Необхідний обсяг оперативної пам'яті визначається:

• Розрядністю адресної шини процесора
• Можливостями чіпсету
• Кількість роз'ємів для встановлення оперативної пам'яті на материнській платі

Кеш-пам'ять- надшвидка пам'ять, що є проміжним буфером зі швидким доступом, містить дані, які можуть виходити з більшою ймовірністю.

Чіпсет- мікросхеми, встановлені на материнській платі для обміну даними між процесором, оперативною пам'яттю та іншими пристроями, підключеними до шин. У чіпсеті може бути різна кількість мікросхем від 1 до 2. Базові мікросхеми чіпсету - південний міст і північний міст. Назви дано від розташування мікросхем на блок-схемах: верх - північ, низ - південь.

Північний міст- відповідає за обмін даними між процесором та швидкісними пристроями – пам'яттю та шинами PCI Express або AGP.

Південний міст- Відповідає за роботу з низькошвидкісними інтерфейсами.

ROM BIOS- базова система введення-виведення, представляє набір мікропрограм для роботи з апаратним забезпеченням комп'ютера та підключеними пристроями.

Функції BIOS:

• Надання операційній системі драйверів пристроїв, що знаходяться на материнській платі, здійснення сполучення між материнською платою та іншими компонентами комп'ютера
• Надання текстової програми перевірки системи POST, яка під час увімкнення комп'ютера перевіряє важливі компоненти комп'ютера
• Програма CMOS Setup для встановлення параметрів BIOS та апаратної конфігурації комп'ютера
• Програма початкового завантаження Bootstrap, що запускається після успішного завершення програми POST

CMOS RAM- Область пам'яті (100 - 129 байт), в контролері периферійних пристроїв у південному мосту чіпсету, де записуються значення конфігурації налаштувань BIOS.

Щоб записані значення не втратили, контролер забезпечується живленням від акумулятора. Тому дані про конфігурацію комп'ютера знаходяться в пам'яті, навіть під час тривалого не вимкнення комп'ютера.

BIOS являє собою графічний інтерфейс з меню та різними опціями:

• Standard CMOS Features - містить стандартні налаштування апаратних засобів та встановлення системної дати та часу
• Advanced BIOS Features – встановлення стартової конфігурації комп'ютера та параметрів BIOS
• Advanced Chipset Features – містить налаштування параметрів чіпсету
• Integrated Peripherals – налаштування параметрів периферійних пристроїв
• Power Management Setup – налаштування параметрів енергозбереження
• PnP/PCI Configurations – налаштування конфігурації шини PCI.
• Load Fail-Safe Default та Load Optimized Defaults – відновлення налаштувань BIOS
• Set Password – встановлення пароля на BIOS
• Save & Exit Setup – запис у CMOS нової конфігурації до перезавантаження комп'ютера
• Exit Without Saving – не вносити жодних змін у конфігурацію комп'ютера
• SoftMenu III Setup – виставлення параметрів процесора без використання джамперів
• PC Health Status – моніторинг температури вузлів комп'ютера

Збереження даних

Дисковод- носій даних, які записуються шляхом зміни намагніченості магнітного покриття диска у напрямку північ-південь та південь-північ, створюючи логічні стани 1 або 0.

Для запису та читання даних диск розбивається на спеціальні ділянки - доріжки та сектори шляхом форматування.

У разі логічного розбиття диски поділяються на системну область та область зберігання даних.

У системній області розміщуються:

• Завантажувальний запис диска
• Таблиці розміщення файлів
• Кореневий каталог файлів

В області даних розміщуються різні файли.

Фрагментований диск- Диск, на якому значна кількість файлів розміщена по поверхні окремими фрагментами.

Жорсткий диск- пристрій для зберігання даних, на який дані записуються та зчитуються спеціальними головками. При записі на головку подається позитивний сигнал, потім негативний. При читанні головка реєструє моменти зміни полярності магнітних полів і видає імпульси, що відповідають моменту зміни полярності, після чого імпульси декодуються в послідовність двійкових даних і запису цифрові дані перетворюються в електричні сигнали.

Характеристики жорстких дисків:

• Місткість
• Час безвідмовної роботи
• Швидкодія

Кеш-пам'ять жорсткого диска- Фізичні осередки пам'яті в контролері диска. Диски діляться на доріжки та сектори. Кожна доріжка позначена номером головки та порядковим номером на диску щодо зовнішнього краю. Сектори нумеруються своїм порядковим номером щодо початку доріжки і починається з 1, а головки та циліндри – з 0.

Щоб операційна система бачила диск та завантажувалася з нього, проводяться такі операції:

• Форматування диска на низькому рівні або фізичне форматування
• Розбиття диска на розділи
• Форматування диска на високому рівні, форматування розділів
• Копіювання операційної системи на диск, роблячи диск завантажувальним

Компакт-диск (CD-ROM)- оптичний носій даних у вигляді пластикового диска з отвором усередині. Запис та читання проводиться за допомогою лазера.

Плюси та мінуси CD-ROM:

• компакт-диски надійніше у транспортуванні
• компакт-диск має велику ємність
• компакт-диск майже не зношується
• низька швидкість доступу до даних

Основні характеристики CD-ROM:

• Швидкість передачі даних.
• Середній час доступу.
• Об'єм буферної пам'яті.
• Коефіцієнт помилок.
• Середнє напрацювання на відмову.
• Тип інтерфейсу.
• Перелік форматів CD, що підтримуються.
• Параметри трактів відтворення.
• Конструкція приводу.
• Комплект постачання програмного забезпечення

Монітори

Монітор- пристрій відображення даних у вигляді тексту та графіки.

Монітори можна розділити на:

• Монітори на основі електронно-променевої трубки (ЕЛТ)
• Монітори на основі рідких кристалів (рідкокристалічні) або LCD-монітори (Liquid Crystal Display).

Пікселі- дискретні точки люмінофор, що є елементом зображення на екрані монітора.

Монітори на основі ЕПТ поділяються на:

• Аналогові - монітори з аналоговим сигналом даних, з параметрами як функції часу і безперервним безліччю можливих значень
• Цифрові - монітори з цифровим сигналом даних, як послідовних цифрових значень

Відеоадаптер- пристрій, що перетворює дані, що зберігаються на комп'ютері, у графічне відображення на екрані монітора.

Характеристики відеоадаптера:

• Максимальна роздільна здатність та частоти розгорток
• Максимальна кількість відтінків кольорів
• Швидкість обробки та передачі відеоінформації, що визначають продуктивність відеосистеми та комп'ютера

Елементи відеокарти:

• Відеопам'ять для зберігання цифрового зображення
• Набір мікросхем для обробки цифрового зображення та перетворення його на відеосигнал
• Схеми інтерфейсу з шиною вводу-виводу
• ROM Video BIOS для керування відеосистемою
• Цифроаналоговий перетворювач, для перетворення цифрових даних з відеопам'яті, відеосигнал

Звукова карта – апаратне забезпечення комп'ютера для обробки звуку. У звукову карту входить:

• Запис та відтворення звуку
• Синтезатор
• Інтерфейси
• Мікшер
• Акустична система

MIDI- цифровий інтерфейс музичних інструментів

Клавіатура та миша

Клавіатура- Введення даних у комп'ютер. Скан-код є однобайтовим числом, ідентифікаційним номером, який надається клавішам.

При натисканні клавіші спеціальний сигнал реєструється контролером клавіатури і передається у вигляді скан-коду в материнську плату. Потім він надходить у контролер інтерфейсу клавіатури, де ініціалізується апаратне переривання IRQ. Процесор виконує процедуру, яка аналізує скан-код. Переривання виконується спеціальною програмою у складі BIOS. Скан-код перекладається кодом символу і поміщається в буфер клавіатури.

Миша- Введення даних, управління курсором на екрані монітора для подачі команд.

Сканер

Сканер- пристрій для введення даних та створення цифрового зображення.

Спосіб формування зображення:

• Лінійний (типові).
• Матричний (гольчастий).
• Принтери ударного типу.
• Принтери ненаголошеного типу.
• Струменеві принтери.
• Графобудівники (фломастерні або краплеструминні).
• Лазерні принтери (різновид світлодіодні принтери).
• Термопринтери.
• Твердочорнильні принтери.
• Сублімаційні принтери.
• 3D-принтери.
• Фото принтери.

Кінематичний механізм:

• Ручний.
• Настільний.
• Комбінований.

Тип зображення, що сканується:

• Чорно-білий.
• Напівтоновий.
• Кольоровий.

Прозорість оригіналу:

• Відбиває.
• Прозорий.

Апаратний інтерфейс:

• Спеціалізований.
• Стандартний.

Програмний інтерфейс:

• Спеціалізований.
• TW AIN-сумісний.

Комп'ютерна мережа

Локальна мережа- об'єднання кількох комп'ютерів за допомогою апаратного та програмного забезпечення.

MAN (Metropolitan Area Network)- Мережа об'єднаних комп'ютерів у межах міста.

WAN (Wide Area Network)– мережа, що з'єднує комп'ютери кілька країн.

GAN (Global Area Network)– мережа, що з'єднує комп'ютери різних континентах.

PC-PC (псевдомережа)– з'єднання двох комп'ютерів через послідовний інтерфейс за допомогою простого кабелю, який називається кабелем нуль-модему.

Однорангова мережа– не має центрального комп'ютера та працює без резервування файлів.

Мережа типу клієнт-сервер– потужний комп'ютер, сервер або файловий сервер, з'єднаний із окремими робочими станціями

Топологія зірка- Мережа комп'ютерів об'єднаних у зірку.

Плюси

• Пошкодження кабелю для одного комп'ютера не впливають на роботу всієї мережі.
• Просте підключення, з'єднання комп'ютера лише з сервером
• Безпечний захист від несанкціонованого доступу
• Висока швидкість передачі даних від комп'ютера до сервера

Мінуси

• Утруднене підключення до віддалених комп'ютерів поза центральною мережею
• Швидкість передачі від комп'ютера до сервера – швидка, а швидкість передачі між окремими комп'ютерами – не дуже швидка
• Можливість мережі залежить від можливостей сервера
• Неможлива робота між комп'ютерами без сервера

Кільцева топологія – всі комп'ютери та сервер з'єднані по кільцю, яким посилаються дані та адресу одержувача.

Плюси

• Дані проходять по колу між з'єднаними комп'ютерами
• Довжина мережі не має значення

Мінуси

• Час передачі даних збільшується в залежності від кількості підключених до кільця мережі комп'ютерів
• Кожен комп'ютер відповідає за передачу даних. Вихід з ладу одного комп'ютера позначиться по всій мережі.
• Для підключення нових комп'ютерів мережа повинна на якийсь час бути вимкнена

Топологія шини– до мережі підключено сервер та окремі робочі станції.

Плюси

• Немає витрат на кабель для прокладання мережі
• Комп'ютери можуть бути встановлені у будь-який час без відключення всієї мережі
• Комп'ютери можуть обмінюватися даними між собою без сервера

Мінуси

• При обриві кабелю з ладу виходить вся ділянка мережі від місця обриву
• Низька безпека

Кабель- один або кількох ізольованих один від одного провідників, або оптичних волокон, ув'язнених в оболонку.

В основному застосовується 3 види кабелів:

• Коаксіальний (двох типів):
• Тонкий коаксіальний кабель.
• Товстий коаксіальний кабель.

Кручена пара

• Неекранована кручена пара (UTP).
• Екранована кручена пара (STP).

Оптоволоконний кабель

• Багатомодовий кабель.
• Одномодовий кабель.

Персональний комп'ютер- комп'ютер (обчислювальна машина) призначений для особистого використання, ціна, розміри та можливості якого задовольняють запити великої кількості людей.

Сучасні ПК характеризуються:

· Невеликими розмірами,

· можливістю для користувача працювати з ПК особисто, без посередництва професійного програміста,

· Малим споживанням електричної енергії,

· Зручністю та комфортністю спілкування користувача та ПК.

ЕОМ виконують дві основні функції:

· Обробка та зберігання інформації

· Обмін інформацією із зовнішніми об'єктами.

Виконання цих функцій здійснюється за допомогою двох компонентів ЕОМ: програмного забезпечення та апаратного забезпечення.

Під апаратним забезпеченням розуміють зазвичай всі вузли, модулі та блоки, що становлять комп'ютер або комп'ютерну систему. У сучасних комп'ютерах використовують так звана «відкрита архітектура», тобто. склад апаратного забезпечення комп'ютера можна змінити, змінивши один із модулів, або розширити, вставивши додатковий модуль.

Апаратне забезпечення сучасних ПК включає наступне:

· системний блок,

· Пристрої введення інформації в ПК (наприклад, клавіатура),

· Пристрої виведення інформації з ПК (наприклад, монітор).

Системний блок, клавіатура і монітор разом становлять персональний комп'ютер мінімальної конфігурації, тобто. дозволяють працювати з інформацією на комп'ютері

Корпуси системних блоків бувають декількох типів: вертикальний (tower), горизонтальний (desktop), моноблок (системний блок та монітор в одному корпусі). Існують портативні комп'ютери типу Notebook (ноутбук), призначені для роботи від автономної батареї.

Усередині системного блоку розташовуються:

· джерело живлення,

· материнська (системна) плата

· Процесор,

· оперативна пам'ять,

· жорсткий диск,

· Накопичувач гнучких дисків (застарів).

· Привід CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RW;

· звукова карта,

· мережева карта.

Також до складу комп'ютерних систем входять і зовнішні пристрої, які називаються периферійними.

Периферійниминазивають усі пристрої комп'ютера, розташовані поза материнською платою. Частина пристроїв хоч і розташовані поза материнською платою, але як і материнська плата знаходяться в системному блоці: вінчестер, дисководи, CD-ROM, звукова карта, мережна карта та деякі інші.

За призначенням периферійні пристрої можна поділити на:

· Пристрої введення даних; пристрої виведення даних;

· Пристрої зберігання даних;

· Пристрої обміну даними.

Тепер розглянемо окремі елементи докладніше.

Материнська плата- друкована плата, де монтується чіпсет та інші компоненти комп'ютерної системи.

На материнській платі, крім чіпсету, розташовуються роз'єми для підключення центрального процесора, графічної плати, звукової плати, жорстких дисків, оперативної пам'яті та інших додаткових периферійних пристроїв.

Всі основні електронні схеми комп'ютера та необхідні додаткові пристрої включаються до материнської плати, або підключаються до неї за допомогою слотів розширення.

центральний процесор- Це "мозок" будь-якого комп'ютера. Процесор здійснює всі обчислення (арифметичні та логічні операції), взаємодіє з пам'яттю та здійснює управління всіма компонентами ПК. Таким чином, процесор включає наступні частини:

· арифметико-логічний пристрій (АЛУ),

· Пристрій управління (УУ).

· Внутрішні регістри – осередки пам'яті всередині кристала процесора, призначені для зберігання проміжної інформації.

Найважливішими характеристиками процесора, що визначають його продуктивність (кількість операцій в одиницю часу) є: тактова частота, розрядність, обсяг пам'яті, що адресується.

Тактова частотавизначає швидкість виконання операцій у процесорі. У разі підвищення тактової частоти збільшується продуктивність процесора. Сучасні процесори мають тактові частоти 400-4000 МГц і більше.

Розрядність даних, що оброблюються- Кількість біт інформації, що одночасно вводиться в процесор і виводиться з нього. Чим більша розрядність, тим більше інформації може обробити процесор в одиницю часу. Розрядність сучасних процесорів – 32 та 64 біт.

Обсяг пам'яті, що адресується(Адресний простір) – максимальна кількість осередків основної пам'яті, яка може бути безпосередньо адресована процесором.

Мультипроцесор - це комп'ютерна система, що містить кілька процесорів та один адресний простір, видимий всім процесорів. Він запускає одну копію ОС з одним набором таблиць, у тому числі тими, які стежать, які сторінки пам'яті вільні. Містять кілька процесорних ядер в одному корпусі (на одному або кількох кристалах).

Внутрішня пам'ять- Це пам'ять, розташована на материнській платі. Внутрішню пам'ять становлять два пристрої: ОЗУ та ПЗУ.

ОЗУ (оперативний пристрій)призначене для зберігання поточних програм та поточної інформації, тобто. програм та інформації, з якими в даний момент працює користувач. В англомовній літературі ОЗУ називають RAM (random access memory – пам'ять випадкового доступу).

Основними характеристиками ОЗУ є: обсяг та час доступу.

Об'єм ОЗП (од. виміру – Мбайт) – це загальна кількість осередків пам'яті на всіх кристалах ОЗП. У кожному осередку може зберігатися або «1» чи «0». Осередки в кристалах пам'яті об'єднані в блоки по 8 осередків, і кожен такий блок таким чином можна записати байт інформації. Від обсягу ОЗП багато в чому залежить швидкість роботи комп'ютера: що більше обсяг ОЗУ, то швидше працює комп'ютер.

Час доступу- Час, за який процесор може прочитати вміст осередку ОЗП або записати в неї інформацію. Чим менший час доступу, тим швидше спілкується процесор із ОЗУ і тим швидше працює комп'ютер.

ОЗП є енергозалежною пам'яттю, тобто. при відключенні харчування воно «забуває» всю записану інформацію.

ПЗУ (постійний пристрій)– зберігає програму початкового завантаження комп'ютера, інформацію про системну плату та розміщені на ній пристрої, інформацію про підключені пристрої зовнішньої пам'яті, поточний час ін.

Зовнішня (периферійна) пам'ять– це пам'ять, розташована поза материнською платою. На пристроях зовнішньої пам'яті зберігаються тексти програм, документи та інша інформація. Цю пам'ять часто називають довготривалою. Якщо необхідно працювати з якоюсь програмою, вона спочатку копіюється з пристроїв зовнішньої пам'яті в оперативну пам'ять і потім запускається. Найчастіше зовнішня пам'ять ПК представлена ​​накопичувачами на гнучких магнітних дисках та накопичувачами на жорстких дисках.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках, жорсткий диск, вінчестер- енергонезалежний комп'ютерний запам'ятовуючий пристрій, що перезаписується. Є основним накопичувачем даних у всіх сучасних комп'ютерах.

Графічна плата чи відеокарта- пристрій, що перетворює зображення, що знаходиться в пам'яті комп'ютера, відеосигнал для монітора. Зазвичай відеокарта є платою розширення та вставляється у спеціальний роз'єм для відеокарт на материнській платі, але буває і вбудованою, інакше кажучи, інтегрованою.

Сучасні відеокарти не обмежуються простим виведенням зображення, вони мають убудований графічний мікропроцесор, який може проводити додаткову обробку, розвантажуючи від цих завдань центральний процесор комп'ютера.

Звукова плата чи звукова карта- Дозволяє працювати зі звуком на комп'ютері. В даний час звукові карти бувають як вбудованими в материнську плату, так і окремими платами розширення або зовнішніми пристроями.

Мережева плата чи мережна карта- периферійний пристрій, що дозволяє комп'ютеру взаємодіяти з іншими пристроями мережі.

Периферійні пристрої для введення інформації на комп'ютер.

Клавіатура– пристрій, за допомогою якого здійснюється введення даних та команд у ПК. Клавіатура має спеціальний кабель, за допомогою якого вона підключається до спеціального роз'єму на системному блоці.

Миша- широко використовується в даний час пристрій введення інформації. Дозволяє швидко відзначити якусь точку на екрані монітора. Робота з деякими програмами без миші практично неможлива.

Сканер– пристрій введення графічної інформації (фотографій, зображень та ін.) на комп'ютер.

Існують інші пристрої введення інформації в комп'ютер: цифрові фотоапарати, маніпулятори «світлове перо» та ін. Деякі маніпулятори, функціонально аналогічні або доповнюють мишу: трекбол, джойстик, віртуальний шолом та ін.

Периферійні пристрої виведення інформації з комп'ютера.

Монітор (дисплей)– пристрій виведення алфавітно-цифрової та графічної інформації ПК. Монітор є основним технічним засобом організації спілкування між користувачем та комп'ютером. Зовні нагадує телевізор.

Якість зображення монітора визначають такі характеристики: розмір діагоналі, роздільна здатність, гамма, частота кадрів.

Зображення на екрані монітора формується за допомогою пікселів. Кількість пікселів по горизонталі та вертикалі і визначає роздільну здатність екрана. Типові значення: 800'600 для 14-дюймового монітора, 1600'1200 для 19-дюймового. Чим більший розмір діагоналі екрана і вище роздільна здатність, тим якісніше зображення, тому що краще промальовуються дрібні деталі.

Колірну гамму (палітру) зображення, що виводиться, визначає розмір відеопам'яті – чим більше її об'єм, тим більше кольорів і відтінків може вивести монітор. Для звичайного користувача, як правило, достатньо 16 тисяч кольорів та відтінків.

Комфортність роботи за монітором багато в чому визначає така характеристика монітора як максимальна частота зміни кадрів (звичайні значення: 75-100Гц, тобто за секунду зображення на екрані оновлюється 75-100 разів).

Принтер– пристрій виводу, що забезпечує друк інформації, що видається комп'ютером. Як носій найчастіше використовується папір.

Принтери поділяються на такі типи: матричні, струменеві, лазерні.

Найбільш прості принтери – матричні (дешеві, якість зображення низька, рівень шуму високий). Принцип друку таких принтерів наступний: друкуюча головка містить ряд тонких металевих стрижнів (голок). Головка рухається вздовж друкуваного рядка, а стрижні в потрібний момент ударяють по паперу через стрічку, що фарбує.

У струменевих принтерах зображення формується мікрокраплями спеціального чорнила, що видується на папір за допомогою сопел. Такі принтери забезпечують високу якість друку на спеціальний папір, зручні і для кольорового друку. Однак струменеві принтери дорожчі за матричні та вимагають ретельного догляду та обслуговування.

Лазерні принтери забезпечують найвищу якість друку. У цих принтерах використовується принцип ксерографії: зображення переноситься на папір зі спеціального барабана, до якого електрично притягуються частинки фарби, тільки на відміну від ксероксу друкувальний барабан електризується за допомогою лазера за комп'ютером.

Графобудівник(плотер) – пристрій виведення, що дозволяє отримати якісні креслення.

Модем(Абревіатура, складена зі слів модулятор-демодулятор) - пристрій, що застосовується в системах зв'язку і виконує функцію модуляції та демодуляції. Модулятор здійснює модуляцію, тобто змінює характеристики несучого сигналу відповідно до змін вхідного інформаційного сигналу, демодулятор здійснює зворотний процес. Приватним випадком модему є широко застосовуваний периферійний пристрій комп'ютера, що дозволяє йому зв'язуватися з іншим комп'ютером, обладнаним модемом, через телефонну мережу (телефонний модем) або кабельну мережу (кабельний модем).

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти

"Вологодський державний технічний університет"

Кафедра інформаційних систем та технологій

КОНТРОЛЬНАРОБОТА

Дисципліна:«АпаратнезабезпеченняПК»

ШифрроботиКР0304121821

Керівник Єрьоменко О.П.

Виконав студент Петров Д.В.

Група, курс ЗДІТ-21, 2 курс

Материнська плата GIGABYTE A-M52LT-D3

Опис

Материнська плата - складна багатошарова друкована плата, де встановлюються основні компоненти персонального комп'ютера чи сервера початкового рівня (центральний процесор, контролер оперативної пам'яті і власне ОЗУ, завантажувальне ПЗУ, контролери базових інтерфейсів ввода-вывода). Саме материнська плата поєднує та координує роботу таких різних за своєю суттю та функціональністю комплектуючих, як процесор, оперативна пам'ять, плати розширення та всілякі накопичувачі.

Основні компоненти, що встановлюються на материнській платі:

· Центральний процесор (ЦПУ).

· Набір системної логіки (чіпсет - англ. Chipset) - набір мікросхем, що забезпечують підключення ЦПУ до ОЗУ та контролерів периферійних пристроїв. Як правило, сучасні набори системної логіки будуються на базі двох НВІС: «північного» та «південного мостів».

· Північний міст (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системний контролер - забезпечує підключення ЦПУ до вузлів, що використовують високопродуктивні шини: ОЗУ, графічний контролер.

Для підключення ЦПУ до системного контролера можуть використовуватися такі FSB-шини, як HyperTransport і SCI.

Зазвичай до системного контролера підключається ОЗП. У разі він містить у собі контролер пам'яті. Таким чином, від типу застосованого системного контролера зазвичай залежить максимальний обсяг ОЗП, а також пропускна спроможність шини пам'яті персонального комп'ютера. Але в даний час є тенденція вбудовування контролера ОЗУ безпосередньо в ЦПУ (наприклад, контролер пам'яті вбудований в процесори AMD K8 і Intel Core i7), що спрощує функції системного контролера і знижує тепловиділення.

Як шина для підключення графічного контролера на сучасних материнських платах використовується PCI Express. Раніше використовувалися загальні шини (ISA, VLB, PCI) та шина AGP.

· Південний міст (англ. Southbridge), ICH (I/O controller hub), периферійний контролер - містить контролери периферійних пристроїв (жорсткого диска, Ethernet, аудіо), контролери шин для підключення периферійних пристроїв (шини PCI, PCI Express та USB) , а також контролери шин, до яких підключаються пристрої, що не вимагають високої пропускної здатності (LPC - використовується для підключення завантажувального ПЗП; також шина LPC використовується для підключення мультиконтролера (англ. Super I/O) - мікросхеми, що забезпечує підтримку історичних низькопродуктивних інтерфейсів передачі даних: послідовного та паралельного інтерфейсів, контролера клавіатури та миші).

Як правило, північний та південний мости реалізуються у вигляді окремих НВІС, проте існують і одночіпові рішення. Саме набір системної логіки визначає всі ключові особливості материнської плати та те, які пристрої можуть підключатися до неї.

· Оперативна пам'ять (також оперативний пристрій, ОЗУ). Кожен осередок оперативної пам'яті має свою індивідуальну адресу. Оперативна пам'ять передає процесору дані безпосередньо або через кеш-пам'ять. ОЗП виготовляється як окремий блок; також може входити в конструкцію однокристальної ЕОМ або мікроконтролера у вигляді оперативної пам'яті.

· Завантажувальне ПЗП. Зберігає програмне забезпечення, яке виконується відразу після включення живлення. Як правило, завантажувальне ПЗУ містить BIOS, проте може містити ПЗ, що працюють в рамках EFI.

Процесор AMD ATHLON II x2 240 (REGOR)

загальні характеристики

Центральний процесор (ЦП; також центральний процесорний пристрій - ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, буквально - центральний обробний пристрій) - електронний блок або інтегральна схема (мікропроцесор), що виконує машинні інструкції (код програм), головна частина апаратного забезпечення комп'ютера чи програмованого логічного контролера. Іноді називають мікропроцесором чи просто процесором.

Спочатку термін центральний процесорний пристрій описував спеціалізований клас логічних машин, призначених для виконання складних комп'ютерних програм. Внаслідок досить точної відповідності цього призначення функцій існуючих на той час комп'ютерних процесорів, він був перенесений на самі комп'ютери. Початок застосування терміна та його абревіатури по відношенню до комп'ютерних систем було покладено у 1960-ті роки. Пристрій, архітектура і реалізація процесорів з того часу неодноразово змінювалися, проте їх основні функції залишилися тими ж, що й раніше.

Головними характеристиками ЦПУ є: тактова частота, продуктивність, енергоспоживання, норми літографічного процесу, що використовується при виробництві (для мікропроцесорів) та архітектура.

Ранні ЦП створювалися як унікальних складових частин для унікальних, і навіть єдиних у своєму роді, комп'ютерних систем. Пізніше від дорогого способу розробки процесорів, призначених для виконання однієї чи кількох вузькоспеціалізованих програм, виробники комп'ютерів перейшли до серійного виготовлення типових класів багатоцільових процесорних пристроїв.

Тенденція до стандартизації комп'ютерних комплектуючих зародилася в епоху бурхливого розвитку напівпровідникових елементів, мейнфреймів та мінікомп'ютерів, а з появою інтегральних схем вона стала ще популярнішою. Створення мікросхем дозволило ще більше збільшити складність ЦП із одночасним зменшенням їх фізичних розмірів. Стандартизація та мініатюризація процесорів призвели до глибокого проникнення заснованих на них цифрових пристроїв у повсякденне життя людини. Сучасні процесори можна знайти не тільки в таких високотехнологічних пристроях, як комп'ютери, але і в автомобілях, калькуляторах, мобільних телефонах і навіть дитячих іграшках. Найчастіше вони представлені кроконтролерами, де крім обчислювального пристрою на кристалі розташовані додаткові компоненти (пам'ять програм і даних, інтерфейси, порти введення/виводу, таймери та ін.). Сучасні обчислювальні можливості мікроконтролера можна порівняти з процесорами персональних ЕОМ десятирічної давності, а частіше навіть значно перевершують їх показники.

Багатоядерні процесори

Процесори, призначені для роботи однієї копії операційної системи на декількох ядрах, є високоінтегрованою реалізацією мультипроцесорності.

Першим багатоядерним мікропроцесором став POWER4 від IBM, що з'явився в 2001 році і мав два ядра.

У жовтні 2004 року Sun Microsystems випустила двоядерний процесор UltraSPARC IV, який складався із двох модифікованих ядер UltraSPARC III. На початку 2005 року було створено двоядерний UltraSPARC IV+.

14 листопада 2005 року Sun випустила восьмиядерний UltraSPARC T1, кожне ядро ​​якого виконувало 4 потоки.

5 січня 2006 року Intel представила перший двоядерний процесор на одному кристалі Core Duo для мобільної платформи.

У листопаді 2006 року вийшов перший чотириядерний процесор Intel Core 2 Quad на ядрі Kentsfield, що є збіркою з двох кристалів Conroe в одному корпусі. Нащадком цього процесора став Intel Core 2 Quad на ядрі Yorkfield (45 нм), архітектурно схожому з Kentsfield але має більший обсяг кешу та робочі частоти.

У жовтні 2007 року у продажу з'явилися восьмиядерні UltraSPARC T2, кожне ядро ​​виконувало 8 потоків.

10 вересня 2007 року було випущено у продаж нативні (у вигляді одного кристала) чотириядерні процесори для серверів AMD Opteron, що мали в процесі розробки кодову назву AMD Opteron Barcelona. 19 листопада 2007 року вийшов у продаж чотириядерний процесор для домашніх комп'ютерів AMD Phenom. Ці процесори реалізують нову мікроархітектуру K8L (K10).

Компанія AMD пішла власним шляхом, виготовляючи чотириядерні процесори єдиним кристалом (на відміну від Intel, перші чотириядерні процесори якої є фактично склеюванням двох двоядерних кристалів). Незважаючи на всю прогресивність подібного підходу, перший «чотирьохядерник» фірми, названий AMD Phenom X4, вийшов не надто вдалим. Його відставання від сучасних йому процесорів конкурента становило від 5 до 30 і більше відсотків залежно від моделі та конкретних завдань.

До 1-2 кварталу 2009 року обидві компанії оновили свої лінійки чотириядерних процесорів. Intel представила сімейство Core i7, що складається із трьох моделей, що працюють на різних частотах. Основними родзинками даного процесора є використання триканального контролера пам'яті (типу DDR3) та технології емулювання восьми ядер (корисно для деяких специфічних завдань). Крім того, завдяки загальній оптимізації архітектури вдалося значно підвищити продуктивність процесора в багатьох типах завдань. Слабкою стороною платформи, що використовує Core i7, є її надмірна вартість, тому що для встановлення даного процесора необхідна дорога материнська плата на чіпсеті Intel X58 і триканальний набір пам'яті типу DDR3, який також має високу вартість.

Компанія AMD у свою чергу представила лінійку процесорів Phenom II X4. При її розробці компанія врахувала свої помилки: було збільшено обсяг кешу (порівняно з першим поколінням Phenom), процесори стали виготовлятися по 45-нм техпроцесу (це, відповідно, дозволило знизити тепловиділення та значно підвищити робочі частоти). В цілому, AMD Phenom II X4 за продуктивністю стоїть нарівні з процесорами Intel попереднього покоління (ядро Yorkfield) і дуже значно відстає від Intel Core i7.

На даний момент масово доступні процесори з 2, 3, 4, 6 і 8 ядрами, а також 2, 3 та 4-модульні процесори AMD покоління Bulldozer. У серверному сегменті також доступні 8-ядерні процесори Xeon та Nehalem (Intel) та 12-ядерні Opteron (AMD).

Оперативна пам'ять - Kingston KVR1333D3N9/4g та Kingston KVR1333D3N9/1g

Оперативна пам'ять (англ. Random Access Memory, пам'ять з довільним доступом) - енергозалежна частина системи комп'ютерної пам'яті, в якій тимчасово зберігаються дані та команди, необхідні процесору для виконання ним операції. Обов'язковою умовою є адресованість (кожне машинне слово має індивідуальну адресу) пам'яті.

Обмін даними між процесором та оперативною пам'яттю проводиться:

1. безпосередньо,

2. або через понад швидку пам'ять, 0-го рівня - регістри в АЛУ, або за наявності кеша - через нього.

Енергозберігаючі режими роботи материнської плати комп'ютера дозволяють переводити його в режим сну, що значно скорочує рівень споживання комп'ютером електроенергії. Для збереження вмісту ОЗП у такому випадку застосовують запис вмісту оперативної пам'яті в спеціальний файл (у системі Windows XP він називається hiberfil.sys).

У випадку оперативна пам'ять містить дані операційної системи та запущених виконання програм, тому від обсягу оперативної пам'яті залежить кількість завдань, які одночасно може виконувати комп'ютер.

Оперативний пристрій, ОЗУ - технічний пристрій, що реалізує функції оперативної пам'яті.

ОЗУ може виготовлятися як окремий блок або входити в конструкцію, наприклад, однокристальної ЕОМ або мікроконтролера.

Пам'ять динамічного типу

Основна стаття: DRAM

Економічний вигляд пам'яті. Для зберігання розряду (біта або трита) використовується схема, що складається з одного конденсатора та одного транзистора (у деяких варіаціях два конденсатори). Такий вид пам'яті вирішує, по-перше, проблему дорожнечі (один конденсатор і один транзистор дешевше кількох транзисторів) і по-друге, компактності (там, де в SRAM розміщується один тригер, тобто один біт, можна вмістити вісім конденсаторів та транзисторів). Є свої мінуси. По-перше, пам'ять на основі конденсаторів працює повільніше, оскільки якщо SRAM зміна напруги на вході тригера відразу ж призводить до зміни його стану, то для того щоб встановити в одиницю один розряд (один біт) пам'яті на основі конденсатора, цей конденсатор потрібно зарядити , А для того щоб розряд встановити в нуль, відповідно, розрядити. А це набагато більш тривалі операції (у 10 і більше разів), ніж перемикання тригера, навіть якщо конденсатор має невеликі розміри. Другий суттєвий мінус – конденсатори схильні до «стікання» заряду; простіше кажучи, згодом конденсатори розряджаються. Причому розряджаються вони тим швидше, що менше їх ємність.

За те, що розряди в ній зберігаються не статично, а стікають динамічно в часі, пам'ять на конденсаторах отримала свою назву динамічна пам'ять. У зв'язку з цим, щоб не втратити вміст пам'яті, заряд конденсаторів для відновлення необхідно «регенерувати» через певний інтервал часу. Регенерація виконується центральним мікропроцесором або контролером пам'яті за певну кількість тактів зчитування при адресації рядків. Так як для регенерації пам'яті періодично припиняються всі операції з пам'яттю, це значно знижує продуктивність цього виду ОЗУ.

Відеокарта NVIDIA GEFORCE 210

Відеокарта (також відеоадаптер, графічний адаптер, графічна плата, графічна карта, графічний прискорювач) - електронний пристрій, що перетворює графічний образ, що зберігається як вміст пам'яті комп'ютера (або самого адаптера) у форму, придатну для подальшого виведення на екран монітора. Перші монітори, побудовані на електронно-променевих трубках, працювали за телевізійним принципом сканування екрана електронним променем, і для відображення був потрібний відеосигнал, що генерується відеокартою.

В даний час, проте, ця базова функція, залишаючись потрібною і затребуваною, пішла в тінь, переставши визначати рівень можливостей формування зображення - якість відеосигналу (чіткість зображення) дуже мало пов'язана з ціною та технічним рівнем сучасної відеокарти. У першу чергу, зараз під графічним адаптером розуміють пристрій з графічним процесором - графічний прискорювач, який займається формуванням самого графічного образу. Сучасні відеокарти не обмежуються простим виведенням зображення, вони мають убудований графічний процесор, який може проводити додаткову обробку, знімаючи це завдання з центрального процесора комп'ютера. Наприклад, всі сучасні відеокарти Nvidia та AMD (ATI) здійснюють рендеринг графічного конвеєра OpenGL та DirectX на апаратному рівні. Останнім часом також має місце тенденція використовувати обчислювальні можливості графічного процесора на вирішення неграфічних завдань.

Зазвичай відеокарта виконана як друкованої плати (плата розширення) і вставляється у роз'єм розширення, універсальний чи спеціалізований (AGP, PCI Express). Також широко поширені і вбудовані (інтегровані) в системну плату відеокарти - як у вигляді окремого чіпа, так і як частину північного мосту чіпсету або ЦПУ); у цьому випадку пристрій, строго кажучи, не може бути названий відеокартою.

Пристрій

Сучасна відеокарта складається з наступних частин:

Графічний процесор

Графічний процесор (Graphics processing unit (GPU) - графічний процесорний пристрій) займається розрахунками виведеного зображення, звільняючи з цього обов'язку центральний процесор, виробляє розрахунки для обробки команд тривимірної графіки. Є основою графічної плати, саме від нього залежать швидкодія та можливості всього пристрою. Сучасні графічні процесори за складністю мало чим поступаються центральному процесору комп'ютера, і часто перевершують його як за кількістю транзисторів, так і за обчислювальною потужністю, завдяки великому числу універсальних обчислювальних блоків. Однак, архітектура GPU минулого покоління зазвичай передбачає наявність кількох блоків обробки інформації, а саме: блок обробки 2D-графіки, блок обробки 3D-графіки, що в свою чергу, зазвичай поділяється на геометричне ядро ​​(плюс кеш вершин) і блок растеризації (плюс кеш текстур ) та ін.

Відеоконтролер

Відеоконтролер відповідає за формування зображення у відеопам'яті, дає команди RAMDAC формування сигналів розгортки для монітора і здійснює обробку запитів центрального процесора. Крім цього, зазвичай є контролер зовнішньої шини даних (наприклад, PCI або AGP), контролер внутрішньої шини даних і контролер відеопам'яті. Ширина внутрішньої шини і шини відеопам'яті зазвичай більше, ніж зовнішньої (64, 128 або 256 розрядів проти 16 або 32), багато відеоконтролерів вбудовується ще й RAMDAC. Сучасні графічні адаптери (ATI, nVidia) зазвичай мають не менше двох відеоконтролерів, що працюють незалежно один від одного та керують одночасно одним або декількома дисплеями кожен.

Відео-ПЗУ

Відео-ПЗУ (Video ROM) - постійний пристрій (ПЗУ), в який записані BIOS відеокарти, екранні шрифти, службові таблиці і т. п. ПЗУ не використовується відеоконтролером безпосередньо - до нього звертається тільки центральний процесор.

BIOS забезпечує ініціалізацію і роботу відеокарти до завантаження основної операційної системи, задає всі низькорівневі параметри відеокарти, у тому числі робочі частоти і напруги графічного процесора і відеопам'яті, таймінги пам'яті. Також, VBIOS містить системні дані, які можуть читатися та інтерпретуватися відеодрайвером у процесі роботи (залежно від застосовуваного методу поділу відповідальності між драйвером та BIOS). На багатьох сучасних картах встановлюються ПЗУ, що електрично перепрограмуються (EEPROM, Flash ROM), що допускають перезапис відео-BIOS самим користувачем за допомогою спеціальної програми.

Відеопам'ять

Відеопам'ять виконує роль кадрового буфера, в якому зберігається зображення, що генерується і постійно змінюється графічним процесором і відображається на екрані монітора (або кількох моніторів). У відеопам'яті зберігаються проміжні невидимі на екрані елементи зображення та інші дані. Відеопам'ять буває декількох типів, що відрізняються за швидкістю доступу та робочою частотою. Сучасні відеокарти комплектуються пам'яттю типу DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 та GDDR5. Слід також мати на увазі, що окрім відеопам'яті, що знаходиться на відеокарті, сучасні графічні процесори зазвичай використовують у своїй роботі частину загальної системної пам'яті комп'ютера, прямий доступ до якої організується драйвером відеоадаптера через шину AGP або PCIE. У разі використання архітектури Uniform Memory Access як відеопам'ять використовується частина системної пам'яті комп'ютера.

Цифро-аналоговий перетворювач

Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП; RAMDAC - Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) служить для перетворення зображення, що формується відеоконтролером, в рівні інтенсивності кольору, що подаються на аналоговий монітор. Можливий діапазон кольору зображення визначається лише параметрами RAMDAC. Найчастіше RAMDAC має чотири основні блоки: три цифроаналогові перетворювачі, по одному на кожен колірний канал (червоний, зелений, синій - RGB), і SRAM для зберігання даних про гама-корекцію. Більшість ЦАП мають розрядність 8 біт на канал - виходить по 256 рівнів яскравості на кожен основний колір, що в сумі дає 16700000 кольорів (а за рахунок гамма-корекції є можливість відображати вихідні 16700000 кольорів в набагато більший колірний простір ). Деякі RAMDAC мають розрядність по кожному каналу 10 біт (1024 рівня яскравості), що дозволяє відразу відображати понад 1 млрд кольорів, але ця можливість практично не використовується. Для підтримки другого монітора часто встановлюють другий ЦАП. Варто зазначити, що монітори та відеопроектори, що підключаються до цифрового DVI виходу відеокарти, для перетворення потоку цифрових даних використовують власні цифрові аналогові перетворювачі і від характеристик ЦАП відеокарти не залежать.

Конектор

Відеоадаптери MDA, Hercules, EGA та CGA оснащувалися 9-контактним роз'ємом типу D-Sub. Зрідка також був коаксіальний роз'єм Composite Video, що дозволяє вивести чорно-біле зображення на телевізійний приймач або монітор, оснащений НЧ-відеовходом.

Відеоадаптери VGA і пізніші зазвичай мали лише один роз'єм VGA (15-контактний D-Sub). Інколи ранні версії VGA-адаптерів мали також роз'єм попереднього покоління (9-контактний) для сумісності зі старими моніторами. Вибір робочого виходу ставився перемикачами на платі відеоадаптера.

В даний час плати оснащують роз'ємами DVI або HDMI або вже застарілий DisplayPort в кількості від одного до трьох (деякі відеокарти ATi останнього покоління оснащуються шістьма конекторами). Порти DVI та HDMI є еволюційними стадіями розвитку стандарту передачі відеосигналу, тому для з'єднання пристроїв із цими типами портів можливе використання перехідників. Порт DVI-I також включає аналогові сигнали, що дозволяють підключити монітор через перехідник на старий роз'єм D-SUB (DVI-D не дозволяє це зробити). DisplayPort дозволяє підключати до чотирьох пристроїв, у тому числі аудіопристрою, USB-концентратори та інші пристрої вводу-виводу.

Характеристики відеокарт

· Ширина шини пам'яті, вимірюється в бітах - кількість біт інформації, що передається за такт. Важливий параметр у продуктивності картки.

· Об'єм відеопам'яті, вимірюється в мегабайтах - обсяг власної оперативної пам'яті відеокарти. Більший обсяг далеко не завжди означає більшу продуктивність.

· Частоти ядра і пам'яті - вимірюються в мегагерцах, чим більше, тим швидше відеокарта оброблятиме інформацію.

· Текстурна і піксельна швидкість заповнення, вимірюється в млн. пікселів в секунду, показує кількість інформації, що виводиться в одиницю часу.

Звукова карта CREATIVE SOUND BLASTER AUDIGY

Звукова карта (звукова плата, аудіокарта; англ. sound card) - додаткове обладнання персонального комп'ютера, що дозволяє обробляти звук (виводити на акустичні системи та/або записувати). На момент появи звукові плати були окремими картами розширення, що встановлюються у відповідний слот. У сучасних материнських платах представлені у вигляді інтегрованого в материнську плату апаратного кодека (відповідно до специфікації Intel AC"97 або Intel HD Audio)

ІНТЕГРОВАНА АУДІОПІДСИСТЕМА AC"97

AC"97 (скорочено від англ. audio codec "97) - це стандарт для аудіокодеків, розроблений підрозділом Intel Architecture Labs компанії Intel в 1997 р. Цей стандарт використовується в основному в системних платах, модемах, звукових картах і корпусах з аудіорозв'язуванням передньої панелі . AC"97 підтримує частоту дискретизації 96 кГц при використанні 20-розрядного стерео-дозвіл і 48 кГц при використанні 20-розрядного стерео для багатоканального запису та відтворення.

AC"97 складається з вбудованого в південний міст чіпсету хост-контролера і розташованого на платі аудіокодека. Хост-контролер (він же цифровий контролер, DC"97; англ. digit controller) відповідає за обмін цифровими даними між системною шиною і аналоговим кодеком. Аналоговий кодек - це невеликий чіп (4Ч4 мм, корпус TSOP, 48 висновків), який здійснює аналогоцифрове та цифроаналогове перетворення в режимі програмної передачі або DMA. Складається з вузла, що безпосередньо виконує перетворення - АЦП/ЦАП (аналогово-цифровий перетворювач / цифроаналоговий перетворювач; англ. analog digital converter / digital analog converter, скор. ADC / DAC). Від якості АЦП/ЦАП, що застосовується, багато в чому залежить якість оцифрування та декодування цифрового звуку.

HD Audio (від англ. high definition audio - звук високої чіткості) є еволюційним продовженням специфікації AC"97, запропонованим компанією Intel у 2004 році, що забезпечує відтворення більшої кількості каналів з вищою якістю звуку, ніж при використанні інтегрованих аудіокодеків AC"97. Апаратні засоби, засновані на HD Audio, підтримують 24-розрядну якість звучання (до 192 кГц у стереорежимі, до 96 кГц у багатоканальному режимах - до 8 каналів).

Формфактор кодеків та передачі інформації між їх елементами залишився тим самим. Змінилася лише якість мікросхем та підхід до обробки звуку.

Жорсткий диск

материнська плата процесор відеокарта

Накопичувач на жорстких магнітних дисках або НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жорсткий диск, в комп'ютерному сленгу "вінчемстер" - пристрій (зберігання інформації) довільного доступу, заснований на принципі магнітного запису. Є основним накопичувачем даних у більшості комп'ютерів.

На відміну від "гнучкого" диска (дискети), інформація в НЖМД записується на жорсткі (алюмінієві або скляні) пластини, вкриті шаром феромагнітного матеріалу, найчастіше двоокису хрому - магнітні диски. У НЖМД використовується одна або кілька пластин на одній осі. Зчитувальні головки в робочому режимі не торкаються поверхні пластин завдяки прошарку потоку повітря, що набігає, що утворюється у поверхні при швидкому обертанні. Відстань між головкою та диском становить кілька нанометрів (у сучасних дисках близько 10 нм), а відсутність механічного контакту забезпечує тривалий термін служби пристрою. При відсутності обертання дисків головки знаходяться біля шпинделя або поза диска в безпечній зоні, де виключений їхній нештатний контакт з поверхнею дисків.

Також, на відміну від гнучкого диска, носій інформації зазвичай поєднують з накопичувачем, приводом та блоком електроніки. Такі жорсткі диски часто використовуються як незнімний носій інформації.

Характеристики

Інтерфейс (англ. interface) - технічний засіб взаємодії 2-х різнорідних пристроїв, що у випадку з жорсткими дисками є сукупністю ліній зв'язку, сигналів, що посилаються цими лініями, технічних засобів, що підтримують ці лінії (контролери інтерфейсів), і правил (протоколу ) обміну. Сучасні внутрішні жорсткі диски, що серійно випускаються, можуть використовувати інтерфейси ATA (він же IDE і PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO і Fibre Channel.

Місткість (англ. capacity) - кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. З моменту створення перших жорстких дисків в результаті безперервного вдосконалення технології запису даних їх можлива ємність безперервно збільшується. Місткість сучасних жорстких дисків (з форм-фактором3,5 дюйма) на вересень 2011 року досягає 4000 Гб (4 терабайт) і наближається до 5 Тб. На відміну від прийнятої в інформатиці системи приставок, що позначають кратну 1024 величину (див. двійкові приставки), виробниками при позначенні ємності жорстких дисків використовуються величини, кратні 1000. Так, ємність жорсткого диска, маркованого як «200 ГБ», складає Гіб.

Фізичний розмір (форм-фактор; англ. dimension) - майже всі накопичувачі 2001-2008 років для персональних комп'ютерів і серверів мають ширину або 3,5 або 2,5 дюйма - під розмір стандартних кріплень для них відповідно в настільних комп'ютерах та ноутбуки. Також набули поширення формати 1,8, 1,3, 1 і 0,85 дюйма. Припинено виробництво накопичувачів у форм-факторах 8 та 5,25 дюймів.

Час довільного доступу (англ. random access time) - середній час, протягом якого вінчестер виконує операцію позиціонування головки читання/записи на довільну ділянку магнітного диска. Діапазон цього параметра – від 2,5 до 16 мс. Як правило, мінімальний час мають диски для серверів (наприклад, у Hitachi Ultrastar 15K147 - це 3,7 мс), найбільшим з актуальних - диски для портативних пристроїв (Seagate Momentus 5400.3 - 12,5 мс). Для порівняння, у SSD-накопичувачів цей параметр менше 1 мс.

Швидкість обертання шпинделя (англ. spindle speed) - кількість обертів шпинделя за хвилину. Від цього параметра значною мірою залежить час доступу і середня швидкість передачі. В даний час випускаються вінчестери з наступними стандартними швидкостями обертання: 4200, 5400 і 7200 (ноутбуки), 5400, 5900, 7200 і 10 000 (персональні комп'ютери), 10 000 і 15 000 об/хв. Збільшенню швидкості обертання шпинделя у вінчестерах для ноутбуків перешкоджає гіроскопічний ефект, вплив якого дуже мало в нерухомих комп'ютерах.

Надійність (англ. reliability) - визначається як середній час напрацювання на відмову (MTBF). Також переважна більшість сучасних дисків підтримує технологію S.M.A.R.T.

Кількість операцій вводу-виводу в секунду (IOPS) - у сучасних дисків це близько 50 оп./с при довільному доступі до накопичувача і близько 100 оп./сек при послідовному доступі.

Споживання енергії – важливий чинник для мобільних пристроїв.

Опірність ударам (англ. G-shock rating) - опір накопичувача різким стрибкам тиску або ударам, вимірюється в одиницях допустимого навантаження у включеному та вимкненому стані.

Швидкість передачі (англ. Transfer Rate) при послідовному доступі:

· Внутрішня зона диска: від 44,2 до 74,5 Мб/с;

· Зовнішня зона диска: від 60,0 до 111,4 Мб/с.

Об'єм буфера - буфером називається проміжна пам'ять, призначена для згладжування відмінностей швидкості читання/запису та передачі за інтерфейсом. У сучасних дисках він зазвичай варіюється від 8 до 64 Мб.

Пристрій

Жорсткий диск складається з гермозони та блоку електроніки.

Гермозона

Гермозона включає корпус із міцного сплаву, власне диски (пластини) з магнітним покриттям, в деяких моделях розділені сепараторами, а також блок головок з пристроєм позиціонування, і електропривод шпинделя.

Всупереч поширеній думці, у переважній більшості пристроїв усередині гермозони немає вакууму. Одні виробники роблять її герметичною (звідси і назва) і заповнюють очищеним та осушеним повітрям або нейтральними газами, зокрема азотом, а для вирівнювання тиску встановлюють тонку металеву або пластикову мембрану. (У такому разі всередині корпусу жорсткого диска передбачається маленька кишеня для пакетика силікагелю, який абсорбує водяні пари, що залишилися всередині корпусу після його герметизації). Інші виробники вирівнюють тиск через невеликий отвір із фільтром, здатним затримувати дуже дрібні (кілька мікрометрів) частинки. Однак у цьому випадку вирівнюється і вологість, а також можуть проникнути шкідливі гази. Вирівнювання тиску необхідно, щоб запобігти деформації корпусу гермозони при перепадах атмосферного тиску (наприклад, у літаку) та температури, а також при прогріванні пристрою під час роботи.

Пилинки, що опинилися при складанні в гермозоні і потрапили на поверхню диска, при обертанні зносяться на ще один фільтр - пиловловлювач.

Блок головок - пакет кронштейнів (важелів) із пружної сталі (зазвичай по парі на кожен диск). Одним кінцем вони закріплені на осі поруч із краєм диска. На інших кінцях (над дисками) закріплені головки.

Диски (пластини), як правило, виготовлені із металевого сплаву. Хоча були спроби робити їх із пластику і навіть скла (IBM), але такі пластини виявилися крихкими та недовговічними. Обидві площини пластин, подібно до магнітофонної стрічки, покриті найтоншим пилом феромагнетика - оксидів заліза, марганцю та інших металів. Точний склад та технологія нанесення становлять комерційну таємницю. Більшість бюджетних пристроїв містять одну або дві пластини, але існують моделі з більшим числом пластин.

Диски жорстко закріплені на шпинделі. Під час роботи шпиндель обертається зі швидкістю кілька тисяч обертів за хвилину (від 3600 до 15 000). За такої швидкості поблизу поверхні пластини створюється потужний повітряний потік, який піднімає головки і змушує їх ширяти над поверхнею пластини. Форма головок розраховується так, щоб під час роботи забезпечити оптимальну відстань від пластини. Поки диски не розігналися до швидкості, необхідної для зльоту головок, паркувальний пристрій утримує головки в зоні паркування. Це запобігає пошкодженню головок та робочої поверхні пластин. Шпиндельний двигун жорсткого диска трифазний синхронний, що забезпечує стабільність обертання магнітних дисків змонтованих на осі (шпинделі) двигуна. Статор двигуна містить три обмотки, включених "зіркою" з відведенням посередині, а ротор - постійний секційний магніт.

Сепаратор (розділювач) - пластина, виготовлена ​​із пластику або алюмінію, що знаходиться між пластинами магнітних дисків та над верхньою пластиною магнітного диска. Використовується для вирівнювання потоків повітря усередині гермозони.

Пристрій позиціонування

Пристрій позиціонування головок (сервопривід, жарг. актуатор) є малоінерційним соленоїдним двигуном. Воно складається з нерухомої пари сильних неодимових постійних магнітів, а також котушки (соленоїд) на рухомому кронштейні блоку головок.

Принцип роботи двигуна полягає в наступному: обмотка знаходиться всередині статора (зазвичай два нерухомі магніти), струм, що подається з різною силою та полярністю, змушує її точно позиціонувати кронштейн (коромисло) з головками по радіальній траєкторії. Від швидкості роботи пристрою розташування залежить час пошуку даних на поверхні пластин.

У кожному накопичувачі існує спеціальна зона, яка називається паркувальною, саме на ній зупиняються головки в ті моменти, коли накопичувач вимкнений або знаходиться в одному з режимів низького енергоспоживання. У стані паркування кронштейн (коромисло) блоку головок знаходиться у крайньому положенні і впирається в обмежувач ходу. При операціях доступу до інформації (читання/запис) одним із джерел шуму є вібрація внаслідок ударів кронштейнів, що утримують магнітні головки, обмежувачі ходу в процесі повернення головок у нульову позицію. Для зниження шуму на обмежувачах ходу встановлено демпфуючі шайби з м'якої гуми. Значно зменшити шум жорсткого диска можна програмним шляхом, змінюючи параметри режимів прискорення та гальмування блоку головок. Для цього розроблена спеціальна технологія - Automatic Acoustic Management. Офіційно можливість програмного управління рівнем шуму жорсткого диска з'явилася в стандарті ATA/ATAPI-6 (для цього потрібно змінювати значення змінної, що управляє), хоча деякі виробники робили експериментальні реалізації і раніше.

Блок електроніки

У ранніх жорстких дисках логіка управління була винесена на MFM або RLL контролер комп'ютера, а плата електроніки містила тільки модулі аналогової обробки та управління шпиндельним двигуном, позиціонером і комутатором головок. Збільшення швидкостей передачі даних змусило розробників зменшити до межі довжину аналогового тракту, і в сучасних жорстких дисках блок електроніки зазвичай містить: блок керування, постійне запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ), буферну пам'ять, інтерфейсний блок і блок цифрової обробки сигналу.

Інтерфейсний блок забезпечує пару електроніки жорсткого диска з іншою системою.

Блок управління являє собою систему управління, що приймає електричні сигнали позиціонування головок, і виробляє керуючі впливу приводом типу «звукова котушка», комутації інформаційних потоків з різних головок, управління роботою всіх інших вузлів (наприклад, управління швидкістю обертання шпинделя), прийому та обробки сигналів з датчиків пристрою (система датчиків може включати в себе одновісний акселерометр, що використовується як датчик удару, тривісний акселерометр, що використовується як датчик вільного падіння, датчик тиску, датчик кутових прискорень, датчик температури).

Блок ПЗУ зберігає керуючі програми для блоків керування та цифрової обробки сигналу, а також службову інформацію вінчестера.

Буферна пам'ять згладжує різницю швидкостей інтерфейсної частини та накопичувача (використовується статична пам'ять, що швидко діє). Збільшення розміру буферної пам'яті в деяких випадках дозволяє збільшити швидкість накопичувача.

Блок цифрової обробки сигналу здійснює очищення ліченого аналогового сигналу та його декодування (витяг цифрової інформації). Для цифрової обробки застосовуються різні методи, наприклад метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood - максимальна правдоподібність при неповному відгуку). Здійснюється порівняння прийнятого сигналу із зразками. При цьому вибирається зразок, найбільш схожий за формою та тимчасовими характеристиками з сигналом, що декодується.

Розібраний жорсткий диск Samsung HD753LJ ємністю 750 Гб

Магніт соленоїдного малоінерційного двигуна, який переміщує головку жорсткого диска

Розібраний жорсткий диск. Знято верхню пластину статора соленоїдного двигуна

Блок живлення комп'ютера

Комп'ютерний блок живлення (англ. power supply unit, PSU - блок живлення, БП) - вторинний джерело електроживлення, призначений для постачання вузлів комп'ютера електричною енергією постійного струму, шляхом перетворення напруги мережі до необхідних значень.

Певною мірою блок живлення також:

· Виконує функції стабілізації та захисту від незначних перешкод напруги живлення;

· Будучи забезпечений вентилятором, бере участь в охолодженні компонентів персонального комп'ютера.

Система охолодження комп'ютера

Система охолодження комп'ютера - набір засобів для відведення тепла від комп'ютерних компонентів, що нагріваються в процесі роботи.

Тепло зрештою може утилізуватися:

1. В атмосферу (радіаторні системи охолодження):

2. Пасивне охолодження (відведення тепла від радіатора здійснюється випромінюванням тепла та природною конвекцією)

3. Активне охолодження (відведення тепла від радіатора здійснюється випромінюванням (радіацією) тепла та примусовою конвекцією (обдув вентиляторами))

4. Разом із теплоносієм (проточні системи водяного охолодження)

5. За рахунок фазового переходу теплоносія (системи відкритого випаровування)

За способом відведення тепла від елементів, що нагріваються, системи охолодження діляться на:

1. Системи повітряного (аерогенного) охолодження

2. Системи рідинного охолодження

3. Фреонова установка

4. Системи відкритого випаровування

Також є комбіновані системи охолодження, що поєднують елементи систем різних типів:

Висновок

У цій роботі я розглянув основні комплектуючі системного блоку комп'ютера, давши опис їх основних параметрів. У роботі були використані фотографії, які зробив я, а також деякі схеми та матеріали з мережі інтернет, зокрема з WIKIPEDIA.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Функціонально-структурна організація ЕОМ та принцип її роботи. Системний блок: мікропроцесор, оперативна пам'ять, контролери, накопичувачі, дисководи, блок живлення. Фізичні властивості компонентів ЕОМ. Центральний процесор. Пам'ять.

реферат, доданий 11.10.2007


Магістрально модульний принцип побудови комп'ютера. Види системних шин: даних, адреси та управління. Апаратне забезпечення комп'ютера: процесор, внутрішні пристрої, материнська плата, чіпсет, пам'ять, жорсткий диск, відео, мережна та звукова карта.

презентація , доданий 08.12.2014


Основні частини персонального комп'ютера: системний блок, пристрої введення та виведення інформації. Основні елементи системного блоку: материнська плата, процесор, оперативна пам'ять, кеш-пам'ять, накопичувачі. Операційна система, Windows, вікна.

реферат, доданий 21.09.2009


Влаштування персонального комп'ютера: системний блок, система охолодження, материнська плата, процесор, відеокарта, звукова карта. Пам'ять, пристрій для зберігання інформації. Пристрій ноутбука Asus N53SM: клавіатура та тачпад, технічні характеристики.

реферат, доданий 05.12.2012


Характеристика пристроїв базової конфігурації комп'ютера: комп'ютерний блок живлення, материнська плата, процесор, звукова карта, жорсткий диск. Додаткові зовнішні накопичувачі. Принципи роботи та функції лазерних дисководів та дисків.

реферат, доданий 26.11.2010


Основні складові системного блоку ПК, призначення, функції, взаємозв'язок: материнська плата, процесор, оперативна пам'ять, шлейфи, блок живлення. Обладнання для обробки та передачі на монітор та акустичні системи графічних елементів, звуку.

презентація , доданий 26.05.2013


Системний блок: корпус, блок живлення, жорсткий диск, накопичувач флоппі-дисків, материнська плата, процесор. Зовнішні компоненти: монітор, миша, клавіатура. Система утримувачів на системному блоці. Чинники, які сприяють накопиченню статичного заряду.

звіт з практики, доданий 13.11.2013


Сучасні комплектуючі комп'ютери. Материнська плата та її базові компоненти – північний та південний міст. Відомості про процесори х86. Тактова частота процесора. Кеш-пам'ять, фізичні обчислювальні ядра, оперативна пам'ять. Таймінги, контролери пам'яті.

курсова робота , доданий 23.08.2009


Вивчення апаратних пристроїв, що утворюють конфігурацію комп'ютера: системний блок, монітор, клавіатура, миша. Технологія роботи материнської плати, процесора, жорсткого диска, периферійних пристроїв уведення, виходу, зберігання та обміну даних.

реферат, доданий 26.03.2010


Конфігурація сучасного персонального комп'ютера. Призначення та типи монітора, модему, системного блоку, принтера, клавіатури. Материнська плата, процесор, оперативна пам'ять. Складання комп'ютера, встановлення компонентів. Безпека на робочому місці.

До апаратного забезпечення належать пристрої, що створює конфігурацію комп'ютера. Розрізняють внутрішні та зовнішні пристрої. Узгодження між окремими вузлами та блоками виконується за допомогою апаратно-логічних пристроїв, які називають апаратними інтерфейсами. Стандарти на апаратні інтерфейси називають протоколами. Протокол - це сукупність технічних умов, які мають бути забезпечені розробниками пристроїв.

Персональний комп'ютер - універсальна технічна система, конфігурацію якої можна змінювати за необхідності. Тим не менш, існує поняття базової конфігурації. В даний час базова конфігурація складається з 4 складових

1. системний блок

2. монітор

3. клавіатура

Системний блок

Системний блок - основний вузол, всередині якого встановлені найважливіші компоненти. Пристрої, що знаходяться всередині системного блоку називаються внутрішніми, а зовні, що підключаються до нього, - зовнішніми і периферійними. Основною характеристикою корпусу системного блоку є параметр, що називається форм-фактором. Від нього залежать вимоги, що пред'являються до пристроїв, що розміщуються. Форм-фактор системного блоку обов'язково має бути узгоджений із форм-фактором головної (системної, материнської) плати. В даний час найбільш поширені корпуси з форм-фактором ATX. Корпуси поставляються разом із блоком живлення.

Внутрішні пристрої системного блоку

Материнська плата- Основна плата комп'ютера. На ній розміщуються:

1. процесор- основна мікросхема, що виконує арифметичні та логічні операції – мозок комп'ютера. Процесор складається з осередків, схожих на осередки оперативної пам'яті, але у цих осередках дані можуть лише зберігатися, а й змінюватися. Внутрішні осередки процесора називаються регістрами. Частина регістрів є командними, тобто такими, що сприймають дані як команди, що керують обробкою даних в інших регістрах. Керуючи засиланням даних у різні регістри, можна керувати обробкою даних. На цьому ґрунтується виконання програм. З іншими пристроями процесор пов'язаний кількома групами провідників, які називаються шинами. Основних шин три: шина даних, адресна шина та командна шина . Адресна шинаскладається з 32 паралельних провідників (32-розрядна). Нею передаються адреси осередків оперативної пам'яті. До неї підключається процесор для копіювання даних із осередку ОП в один із своїх регістрів. Саме копіювання відбувається за шині даних. У сучасних комп'ютерах вона, зазвичай, 64-разрядная, тобто. одночасно на обробку надходить 8 байт. По командній шині передаються команди з області ОП, у якій зберігаються програми. У більшості сучасних комп'ютерів командна шина 32-розрядна, але є й 64-розрядні.

2. Основними характеристиками процесора є розрядність, тактова частота та кеш-пам'ять . Розрядністьпоказує, скільки біт інформації процесор може обробити за один раз (один такт). Тактова частотавизначає кількість тактів за секунду, наприклад, для процесора, що виконує близько 3 мільярдів тактів за секунду, тактова частота дорівнює 3 Ггц/сек. Обмін даними всередині процесора відбувається швидше, ніж із оперативною пам'яттю. Щоб зменшити кількість звернень до ОП, всередині процесора створюють буферну область - кеш-пам'ять. Приймаючи дані з ОП, процесор одночасно записує в кеш-пам'ять. При подальшому зверненні процесор шукає дані у кеш-пам'яті. Що більше кеш-пам'ять, то швидше працює комп'ютер.

3. мікропроцесорний комплект (чіпсет) - набір мікросхем, що керують роботою внутрішніх пристроїв та визначають основні функціональні можливості материнської плати.

4. шини- набори провідників, якими відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями.

5. оперативна пам'ять- Набір мікросхем, призначених для тимчасового зберігання даних

Оперативна пам'ять (RAM – random access memory) – масив осередків, здатних зберігати дані. пам'ять може бути динамічною та статичною. Осередки динамічної пам'яті можна у вигляді мікроконденсаторів, що накопичують електричний заряд. Динамічна пам'ять є основною оперативною пам'яттю комп'ютера. Осередки статичної пам'яті є тригери - елементи у яких зберігається не заряд, а стан (включен/выключен). Цей вид пам'яті швидший, а й дорожчий і використовують у т.зв. кеш-пам'яті, що призначена для оптимізації роботи процесора. Оперативна пам'ять розміщується на стандартних панельках (модулях, лінійках). Модулі вставляють у спеціальні роз'єми на материнській платі.

6. ПЗУ- Постійне пристрій. У момент увімкнення комп'ютера його оперативна пам'ять порожня. Але процесору, щоби почати працювати, потрібні команди. Тому відразу після включення на адресну шину виставляється стартова адреса. Це відбувається апаратно. Ця адреса вказує на ПЗП. У ПЗУ знаходяться "зашиті" програми, які записуються туди при створенні мікросхем ПЗУ та утворюють базову систему вводу-виводу (BIOS - Base Input/Output System). Основне призначення цього пакета - перевірити склад та працездатність базової конфігурації комп'ютера та забезпечити взаємодію з клавіатурою, монітором, жорстким диском та дисководом гнучких дисків.

7. роз'єми для підключення додаткових внутрішніх пристроїв (Слоти).

Жорсткий диск

Жорсткий диск - пристрій для тривалого зберігання великих обсягів даних та програм.

Насправді це не один диск, а група дисків, що мають магнітне покриття і обертаються з високою швидкістю. Над поверхнею кожного диска знаходиться головка читання-запису. При високих швидкостях обертання виникає аеродинамічна подушка між поверхнею диска та головкою. При зміні сили струму, що протікає через головку, змінюється напруженість магнітного поля в зазорі, що викликає зміну магнітного поля феромагнітних частинок, що утворюють покриття диска. Так здійснюється запис на диск. Читання відбувається у зворотному порядку. Намагнічені частки наводять у головці ЕРС самоіндукції, виникають електромагнітні сигнали, які посилюються та передаються на обробку. Управління роботою жорсткого диска здійснюється спеціальним пристроєм – контролером жорсткого диска. Функції контролера частково вмонтовані у жорсткий диск, а частково перебувають у мікросхемах чипсета. Окремі види високопродуктивних контролерів поставляються окремою платі.

Дисковод гнучких дисків

Для оперативного перенесення невеликих (до 1.4Мб) обсягів інформації використовуються гнучкі диски, які вставляють у спеціальний накопичувач дисковод.

Дисковод для компакт-дисків CD або DVD

Принцип дії пристрою CD полягає в зчитуванні (запису) даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. У цьому щільність записи, проти магнітними дисками, дуже висока. На стандартний компакт-диск можна записати до 650Мб. Поява формату DVD ознаменувало перехід на новий, більш просунутий, рівень в області зберігання та використання даних, звуку та відео. Спочатку абревіатура DVD розшифровувалась, як digital video disc, це оптичні диски з великою ємністю. Ці диски використовуються для зберігання комп'ютерних програм та додатків, а також повнометражних фільмів та високоякісного звуку. Тому, що з'явилася пізніше розшифровка абревіатури DVD, як digital versatile disc, тобто. універсальний цифровий диск – більш логічна. Зовні диски DVD виглядають як звичайні диски CD-ROM. Однак можливостей у DVD набагато більше. Диски DVD можуть зберігати в 26 разів більше даних, ніж звичайний CD-ROM. Маючи фізичні розміри і зовнішній вигляд, як у звичайного компакт-диска або CD-ROM, DVD-диски стали величезним стрибком в області ємності для зберігання інформації, в порівнянні зі своїм предком, що вміщає 650MB даних. Стандартний одношаровий, односторонній DVD-диск може зберігати 4.7GB даних. Але це не межа - DVD можуть виготовлятися за двошаровим стандартом, який дозволяє збільшити ємність даних, що зберігаються на одній стороні, до 8.5GB. Крім цього, DVD-диски можуть бути двосторонніми, що збільшує ємність одного диска до 17GB.

Відеокарта

Спільно з монітором відеокарта утворює відеосистему комп'ютера. Відеокарта (відеоадаптер) виконує всі операції, пов'язані з керуванням екраном монітора і містить відеопам'ять, в якій зберігаються дані про зображення.

Звукова карта

Звукова карта виконує операції, пов'язані з обробкою звуку, мови, музики. Звук відтворюється через колонки (навушники), що підключаються до виходу звукової карти. Є також роз'єм для підключення мікрофона. Основним параметром ЗК є розрядність, Чим вище розрядність, тим менша похибка, пов'язана з оцифруванням, тим краще звучання.

Порти (канали введення - виведення)

На задній стінці корпусу сучасних ПК розміщені (точніше можуть розміщуватися) такі порти:

Game - для ігрових пристроїв (для підключення джойстика)

VGA – інтегрований у материнську плату VGA – контролер для підключення монітора для офісного або ділового ПК

COM - асинхронні послідовні (що позначаються СОМ1-СОМЗ). Через них зазвичай приєднуються миша, модем і т.д.

PS/2 – асинхронні послідовні порти для підключення клавіатура та маніпулятора миша

LPT - паралельні (позначаються LPT1-LPT4), до них зазвичай підключаються принтери

USB - універсальний інтерфейс для підключення 127 пристроїв (цей інтерфейс може розташовуватися на передній або бічній стінці корпусу)

IEЕЕ-1394 (FireWire) - інтерфейс для передачі великих обсягів відео інформації в реальному часі (для підключення цифрових відеокамер, зовнішніх жорстких дисків, сканерів та іншого високошвидкісного обладнання). Інтерфейс FireWire має всі відеокамери, що працюють у цифровому форматі. Може використовуватись і для створення локальних мереж.

Апаратне забезпечення комп'ютера - це все електронні та механічні пристрої комп'ютера.

Загальна схема апаратного забезпечення комп'ютера:

Структура апаратного забезпечення персонального комп'ютера:

• системна плата (материнська плата) - на ній розміщено:
  • процесор (центральний процесор)+система охолодження,
  • внутрішня пам'ять,
  • системна шина,
  • слоти.
• плати периферії (можуть бути вбудовані в системну плату) - на них розміщені контролери пристроїв введення-виводу+роз'єми:
  • контролери дисководів,
  • відеокарта (відеоконтролер, графічна плата),
  • звукова карта (звуковий контролер, звукова плата),
  • мережна карта (мережевий адаптер, мережна плата),
  • контролери інших пристроїв,
• пристрої введення та виведення:
  • дисководи:
    • дисковод на жіночому диску,
    • привод гнучких дисків (дисковод для дискет),
    • привод оптичних дисків (привід CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW),
    • стрімер
  • інші пристрої;
• блок живлення

Загальну схему комп'ютера можна переглянути.

Розглянемо докладно кожен пристрій та його функції.

Процесор- пристрій, що виконує арифметичні та логічні операції, та керує іншими пристроями комп'ютера.

До його складу входять:

• арифметико-логічний устрій (АЛУ);
• будову управління (УУ);
• регістри;

Сучасні процесори працюють за принципами машини фон Неймана (архітектури фон Неймана).

Система охолодження процесора - використовується для відведення тепла від процесора, що нагріваються. Найчастіше використовується повітряне охолодження за допомогою кулера (вентилятор + радіатор).

Внутрішня пам'ять

До її складу входять:

• оперативна пам'ять або оперативне запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) - енергозалежна пам'ять (при вимкненні комп'ютера вся записана на ній інформація стирається). ОЗУ використовується для читання та запису. В ОЗП зберігаються виконувані програми та дані, які вони обробляють (Наприклад, якщо ми працюємо в Word(і) в ОЗП знаходиться дана програма та текст, з яким ми працюємо. Якщо документ не зберегти, тобто не записати у зовнішню пам'ять ( вінчестер, флешка), то при вимкненні комп'ютера дані будуть втрачені).
• постійна пам'ять або постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) - енергонезалежна пам'ять (при вимкненні комп'ютера вся записана на ній інформація зберігається). ПЗУ використовується тільки для читання, на ній зберігається інформація, яка ніколи не змінюватиметься.
• спеціальна пам'ять:
  • постійна пам'ять, яку можна перепрограмувати (Flash-пам'ять). Основною мікросхемою є BIOS (basic input-output system, базова система вводу-виведення), на ній зберігаються програми завантаження операційної системи в ОЗП та тестування пристроїв при включенні комп'ютера. Також BIOS містить сервісні функції. Через BIOS операційна система звертається до апаратного забезпечення (через драйвери пристроїв).
  • пам'ять CMOS (живиться від батарейки) - зберігає інформацію про склад та конфігурацію обладнання, режим роботи. Ця інформація змінюється спеціальною програмою, що знаходиться у BIOS.
  • відеопам'ять - оперативна пам'ять, що використовується для зберігання даних, з яких формується зображення на екрані (текст та графіка)
• регістри процесора - пам'ять усередині процесора, здобута оперативна пам'ять;
• кеш-пам'ять - збільшення швидкості обміну даними між процесором і оперативної пам'яттю. Кеш-пам'ять управляється контролером, який аналізує виконувану процесором програму і намагається передбачити, які дані команди можуть знадобитися процесору найближчим часом і записує їх з оперативної пам'яті в кеш-пам'ять.

Системна шина (інформаційна магістраль)з'єднує пристрої всередині системного блоку комп'ютера та забезпечує їхню взаємодію. Це набір доріжок на материнській платі, якими передається інформація як сигналів.

До її складу входять:

• шина адреси - передачі адреси, куди передаються дані: осередок пам'яті чи пристрій вводу\вывода;
• шина даних - передачі самих даних між процесором і пам'яттю чи пристроєм вводу\вывода;
• шина керування (допоміжна шина) - для передачі сигналів керування (наприклад, сигнал запису чи читання, сигнал звернення до пам'яті чи пристрою вводу/вывода).

Слот- Внутрішня розетка для підключення пристроїв усередині системного блоку.

Контролер пристрою введення та виведення - мікропроцесор, посередник між процесором та пристроєм вводу/виводу. Керує пристроєм, який підключений до нього. Перетворює інформацію, якою повинні обмінюватися процесор та пристрій.

Роз'єм- зовнішня розетка для підключення зовнішнього (стосовно системного блоку) пристрою.

Контролер дисководів - перетворює та передає інформацію між процесором та дисководом.

Відеокартаперетворює та передає сигнал на монітор.

Звукова карта обробляє звук (забезпечує введення звуку з мікрофона та його відтворення через навушники, колонки, вбудований динамік).

Мережева карта використовується для підключення персонального комп'ютера до мережі та організації взаємодії з іншими пристроями мережі (обмін інформацією по мережі).

До пристроїв введення та виведеннявідноситься зовнішня пам'ять .

Зовнішня пам'ятьвикористовується для довготривалого зберігання даних та програм. Інформація, записана на зовнішню пам'ять, не стирається, коли комп'ютер вимкнено.

До її складу входять:

• накопичувачі інформації - пристрої читання та запису
• носії інформації – місце зберігання інформації.

Дисководи(Накопичувачі інформації) використовуються для читання запису на носії інформації: пластини жорсткого диска, дискети, оптичні диски, стрічки.

Пристрої введення та виведеннядокладно розглянуті у цій статті .

Блок живлення – джерело електричного струму для живлення пристроїв системного блоку.