Аппаратная конфигурация персонального компьютера

Аппаратная конфигурация персонального компьютера

Оглавление

Введение

1. Системный блок и его компоненты

Корпуса

Блок питания

Жесткий диск

Накопитель флоппи-дисков

Материнская плата

Процессор

Оперативная память

Видеокарта

2. Периферийные устройства

Устройства ввода

Устройства вывода

Манипуляторы

Канал связи

Заключение

Список литературы

Введение

Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки информации называют вычислительной техникой. Конкретный набор, связанных между собою устройств, называют вычислительной системой. Центральным устройством большинства вычислительных систем является электронная вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер.

Персональные компьютеры (ПК), появившиеся чуть более десяти лет назад, быстро перестали играть роль экзотических диковинок. С ними, так или иначе, сталкивается все большее и большее количество людей, которые решают при помощи компьютеров самые разнообразные задачи - от вычислительных до чисто коммуникационных. Современный ПК интегрирует в себе функции мощного программируемого калькулятора, "интеллектуальной" пишущей машинки, захватывающей игрушки, узла связи, а в последнее время - еще и аудио - видеоцентра.

В настоящее время сосуществуют компьютеры всевозможных категорий - от суперкомпьютеров до микрокомпьютеров. Несомненно, наиболее массовыми являются среди них ПК.

В данной работе мы рассмотрим аппаратную конфигурацию компьютер, разберем и дадим характеристику компонентам, из которых состоит ПК. Основная часть работы делится на две части: 1. системный блоки и его компоненты. В данном раздели говорится о всех составляющих системного блока: материнская плата; процессор, жесткий диск и другие.

2. периферийные устройства. Раздел посвящен периферийным устройствам, которые делим на 4 группы (устройство ввода, устройства вывода, манипуляторы, канал связи), и описываем ярких представителей каждой группы.

Компьютер -- это устройство, предназначенное для автоматического выполнения последовательных действий в соответствии с заложенной программой. В настоящее время компьютером, как правило, называют персональную электронно-вычислительную машину или персональный компьютер (ПК).

Персональный компьютер имеет принцип открытой архитектуры, т.е. каждый пользователь может собрать оптимальную конфигурацию по своим требованиям и возможностям. На данный момент современный ПК нельзя представить без следующих составляющих:

Монитор;

Модем;

Системный блок;

Мышь;

Акустика (колонки);

Принтер;

Клавиатура.

1. Системный блок и его компоненты

Системный блок состоит из:

Корпус.

Блок питания.

Жесткий диск.

Накопитель флоппи - дисков

Материнская плата.

Процессор.

Оперативная память.

Видеокарта

CD-DVD-ROM

Корпуса

В корпусе (case) размещаются все внутренние компоненты компьютера: блок питания, жесткий диск, накопитель флоппи - дисков, накопитель компакт - (или DVD) дисков, материнская плата, процессор, оперативная память, а также прочие компоненты. Корпус персонального компьютера вместе с находящимися в нем вышеперечисленными компонентами называется системным блоком.

Desktop - это настольный блок, предназначенный находится на столе под монитором. Корпуса типа Tower (башни) - это вертикальные блоки, они же являются и самыми распространенными. Приставка «Mini-», «Midi-», «Big-» означает размер корпуса по вертикали. Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские «Slim-».

Блок питания

Блок питания (БП) преобразует переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств.

Основной характеристикой БП является мощность. Стандартная мощность блока питания современного компьютера составляет 300 Вт или 450 Вт.

Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. Электропитание из единого блока питания подводится ко всем схемам и устройствам системного блока.

Жесткий диск

Жесткий диск, винчестер (HDD) -- устройство предназначенное для хранения больших объемов информации (значительно больших, чем может вмещать оперативная память) и не теряющее эту информацию при выключении компьютера. Именно на жестком диске хранится операционная система и все программы, установленные на компьютере. Жесткий диск представляет собой металлический корпус небольших размеров, внутри которого расположено несколько очень быстро вращающихся дисков. Считывание информации с дисков и запись на них производятся посредством специальных магнитных головок, которые могут перемещаться над поверхностью диска (позиционируясь над одной из дорожек информации, записанной на его поверхности).

Накопитель флоппи-дисков

Дисковод для гибких дисков, дисковод для флоппи-дисков (FDD) - устройство для чтения информации с гибких дисков (дискет) и записи на них. Дискета представляет собой небольшой трехдюймовый гибкий диск в защитном чехле, на который магнитным способом записывается информация. На гибких дисках можно хранить информацию совсем небольшого объема (до 1,44 Мбайт), в настоящее время они уже практически не используются.

CD DVD - ROM (Оптический привод)

Оптический привод -устройство считывания и записи информации с оптических носителей (CD-ROM, DVD-ROM и т.д.).

Существуют следующие типы оптических накопителей: CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD/CD-RW, DVD RW, DVD RW DL, BD-RE, HD DVD-ROM, HD DVD/DVD RW, HD DVD-R, HD DVD-RW .

Также они бывают внутренние и внешние. Внутренние приводы крепятся внутри системного блока. Обычно, бывают полноразмерными (для отсеков 5,25' системного блока) и slim (для ноутбуков). Внешние приводы располагаются за пределами системного болока, и предназначены в основном для ноутбуков, подключаются к USB разъемам.

Материнская плата

Это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express

Размер платы (Форм Фактор). Материнская плата должна иметь тот же форм фактор, что и корпус, в который она будет установлена. Форм факторы бывают следующих типов:

1. AT, Baby-AT, Mini-ATX, LPX. Устаревший формат. Использовался в основном в первых поколениях персональных компьютеров

2. ATX, microATX, Flex-АТХ, NLX, WTX, CEB. Форм фактор ATX был представлен и разработан корпорацией Intel, чтобы устранить проблему, связанную с помехами, влияющими на кабели, которые вызваны большими дополнительными картами и оборудованием для охлаждения процессора.

В последнее время появились: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

AT Extension (расширение AT) - на сегодняшний день стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров.

Процессор

Процессор, центральный процессор (CPU) -- главная микросхема в компьютере. Именно он занимается выполнением всех программ, которые запущены на компьютере, и именно от него главным образом зависит производительность всей системы. Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемые процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в МГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнить процессор, и тем больше его производительность. Первые процессоры, которые использовались в ПК, работали на частоте 4,77 МГц, сегодня рабочие частоты современных процессоров достигают отметки в 4 ГГц (1 ГГц = 103 МГц).

Разъем процессора - это разъем на системной плате, куда вставляется процессор.

Разъемы различаются по внешнему виду и числу контактов. Для каждой модели процессора существует свой тип материнской платы. Существуют два типа разъемов:

Сокетный (socket - гнездо). Представляет собой разъем, в который вставляются иголки - контакты ЦП, расположенные на нем снизу по периметру.

Слотовый (slot - щель, желоб). Представляет собой длинный ряд контактов в пластмассовой рамке. Микропроцессор для такого разъема расположен на специальной плате с рядом контактов на одной стороне. Эта плата вставляется вертикально.

Оперативная память

В оперативной памяти элементарная ячейка памяти представляет собой конденсатор, способный в течение короткого промежутка времени сохранять электрический заряд, наличие которого можно ассоциировать с информационным битом. При считывании данных конденсатор разряжается через схему считывания, и если заряд конденсатора не был нулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.

По принципу действия вся память делится на две большие группы: DRAM и SRAM.

DRAM (Dynamic RAM) - динамический вид оперативной памяти. Каждая ячейка такой памяти состоит из малого числа элементов (конденсатор и несколько транзисторов). Основой ячейки является конденсатор, уровень заряда (высокий - низкий) которого говорит о значении, находящемся в ячейке. Так как конденсаторы имеют очень малые размеры, заряд с них постоянно стекает, следовательно необходимо очень часто этот заряд восстанавливать - проводить регенерацию. Регенерация производится контроллером памяти. Из всего этого следует, что при исчезновении напряжения все данные из памяти будут потеряны.

SRAM (Static RAM) - статическая оперативная память.Значение, помещённое в ячейку такой памяти, сохраняется там на долгое время и не требует регенерации. Каждая ячейка состоит из нескольких транзисторов и плотность их расположения довольно низкая, поэтому невозможно получить большой объём такой памяти в одной микросхеме. Из-за использования большого количества элементов цена её довольно высока, но в результате этого память может работать на очень высоких частотах, сравнимых с частотами процессоров. Поэтому её применяют в качестве кэш (cache)-памяти, когда малого объёма при высокой скорости бывает достаточно.

Видеокарта

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).

Современные видеокарты имеют встроенный графический микропроцессор (GPU), который может производить обработку изображения вместо центрального процессора, уменьшая вычислительную нагрузку на него. В частности, именно графический процессор занимается 3D графикой в играх и прочих приложениях. Он является основой видеокарты и по сложности может соперничать с центральным процессором, именно от него зависит быстродействие и возможности всего устройства. Еще одним важным элементом является видеопамять, в которой хранится изображение, выводимое на экран монитора. Ее объем и быстродействие также влияют на производительность видеокарты.

2. Периферийные устройства

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

Выделим основные группы периферийных устройств.

Устройства ввода

Яркими представителями данной категории периферийных устройств являются:

Клавиатура - это стандартное клавишное устройство ввода, предназначенное для ввода алфавитно-цифровых данных и команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя: с помощью клавиатуры руководят компьютерной системой.

Клавиатура не требуется наличие специальных системных программ (драйверов), так как необходимое программное обеспечение находится в микросхеме постоянной памяти в составе базовой системы ввода-вывода BIOS. Именно поэтому, ПК реагирует на нажатие клавиш на клавиатуре сразу после включения. Клавиатура стационарного ПК, как правило, - это самостоятельный конструктивный блок, а в портативных ПК она входит в состав корпуса.

Клавиатуры имеют по 101-104 клавише, размещенных по стандарту QWERTY (в верхнем левом углу алфавитной части клавиатуры находятся клавиши (Q, W, E, R, T, Y). Отличаются они лишь незначительными вариантами расположения и формой служебных клавиш, а также особенностями, обусловленными используемым языком.

Сканер - это электронно-механическое устройство, предназначенное для перевода графической информации различного характера в компьютерный (цифровой) вид для последующего ее редактирования или для вывода ее на печать.

Основные характеристики сканера:

Разрешение, которое бывает двух видов: оптическое и интерполяционное. Оптическое разрешение - это то разрешение, с которым может отсканировать изображение данный сканер (при его выборе именно на данную характеристику стоит обратить внимание). Интерполяционное разрешение - это так называемое программное разрешение (т.е. то разрешение, которое получается путем обработки полученного со сканера изображения при помощи соответствующей программы - драйвера данного сканера). Механизм получения интерполяционного разрешения следующий: сканер сканирует, скажем, с разрешением 600 dpi, а программа, обрабатывая полученное изображение, вставляет в него промежуточные пиксели, анализируя соседние и, тем самым, как бы искусственно увеличивает их количество. В результате получается картинка с разрешением, скажем, 2400 dpi, но толку от этих лишних пикселей абсолютно никакого. И мы не получаем ничего полезного в этом случае, а только лишь имеем больше объемы памяти, занимаемые подобным файлом.

Устройства вывода

К данной категории периферийных устройств мы отнесем:

Монитор-устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода.

В данный момент в использовании находятся мониторы двух основных типов: ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) и ЖК (жидкокристаллические).

ЖК постепенно вытеснили ЭЛТ и на сегодняшний день на рынки присутствует большое изобилие ЖК мониторов.

Одной из главных характеристик монитора является размер. Он измеряется между противоположными углами видимой части экрана по диагонали. Единица измерения-дюймы. Наиболее распространенными размерами для экрана монитора являются 17", 19", 20", 22", 24". При работе с монитором прослеживается очень простая закономерность: чем больше монитор, тем комфортнее за ним работа. Как правило, чем больше размер экрана монитора, тем выше его разрешение, на экране большего размера можно увидеть более крупный фрагмент документа или изображения, одновременно открыть большее число окон. Нормальным размером экрана для офисных мониторов можно считать 17-19 дюймов. При выборе мониторов для дома можно порекомендовать экран с диагональю не меньше 20-ти дюймов, а лучше 22-24 дюйма.

Второй немало важной характеристикой является частота регенерации. Частота регенерации изображения измеряют в герцах (Гц ) - чем выше это значение, тем четче и устойчивей изображение. Для ЭЛТ - мониторов минимальным считается значение - 75 Гц, нормативным - 85 Гц и комфортным - 100 Гц и более. У ЖК - мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Для них частота регенерации в 75 Гц уже считается комфортной.

Третья характеристика монитора - разрешение. Максимальное разрешение ЖК монитора - число точек по горизонтали и по вертикали на экране ЖК-монитора. Максимальное разрешение ЖК-монитора определяется физически разрешением его матрицы. Чем выше разрешение монитора, тем больше информации можно вывести на экран, открыть сразу несколько документов, редактировать большое изображение.

У ЖК-мониторов максимальное разрешение обычно связано с диагональю экрана. Разрешение 1024x768 имеют 15-ти дюймовые мониторы. Такое разрешение подходит для недорогих офисных мониторов. Разрешением 1280x1024 обладают 17-ти и 19-ти дюймовые мониторы. Мониторы с таким разрешением могут выполнять самый широкий круг задач: от работы в офисе до игр и просмотра видеофильмов. Более высоким разрешением (1600x1200 и выше) обладают мониторы с диагональю от 20 дюймов и выше, предназначенные для работы с графическими и инженерными пакетами.

Для ЭЛТ-мониторов параметр "максимальное разрешение" не имеет принципиального значения, так как при максимальном разрешении частота кадровой развертки достаточно низкая, что не позволяет отображать изображение с высоким качеством, поэтому ЭЛТ-монитор в режиме максимального разрешения используется очень редко.

Принтер (англ. printer -- печатник) -- устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.

Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные и сублимационные, а по цвету печати -- чёрно-белые (монохромные) и цветные. Иногда из лазерных принтеров выделяют в отдельный вид светодиодные принтеры.

Акустическая система - сегодня большинство домашних ПК являются мощными мультимедийными устройствами. Прослушивание музыки, просмотр фильмов, клипов и ТВ-программ, монтаж собственного видео, обучающие программы и, конечно, игры -- вот далеко не полный перечень задач, для выполнения которых необходимы мультимедийные функции. Давно уже прошли времена, когда единственным штатным звуковоспроизводящим устройством ПК был примитивный звуковой генератор, подсоединенный к миниатюрному динамику в корпусе системного блока. Сейчас встроенные звуковые адаптеры с многоканальными выходами формата 5.1 или 7.1 устанавливаются на большинстве системных плат. Даже у неказистого офисного компьютера есть все необходимое «железо» для того, что выдавать многоканальный звук -- не говоря уже о банальном стерео. Акустические системы бывают малогабаритными, это так называемые «акустическими системами для книжной полки» или просто «полочные» и крупноразмерными, предназначенными для установки на пол, они так и называются: «напольные акустические системы». Также они бывают активные (с встроенным усилителем) и пассивные (без усилителя).

Манипуляторы

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

Она служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора.

Существует много различных типов устройств типа мышь, отличающихся по принципу работы (механическая, оптомеханическая, оптическая, лазерная, индукционная, гироскопическая)

Джойстик -- обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Трекбол -- небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.

Канал связи

Модем- устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции. Модулятор осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс. Частным случаем модема является широко применяемое периферийное устройство для компьютера, позволяющее ему связываться с другим компьютером, оборудованным модемом, через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем).

Заключение

Компьютер быстро вошел в нашу жизнь. Еще несколько лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь персональный компьютер - они были, но были очень дорогие, и даже не каждая фирма могла иметь у себя в офисе компьютер. А теперь? Теперь в каждом третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошел в жизнь человека.

Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Области применения ЭВМ непрерывно расширяются.

Персональный компьютер проник во многие сферы человеческой деятельности. Использование ПК позволяет переложить обработку информации на автоматические устройства, способные достаточно долго работать без участия человека и со скоростью, в несколько миллионов раз превышающей скорость обработки информации человеком.

Универсальность ЭВМ, её способность к целенаправленной переработке различных видов информации и объясняют происходящий сейчас стремительный процесс внедрения компьютеров в самые разные сферы деятельности человека в современном обществе. Область применений компьютеров чрезвычайно широка. Они применяются везде, где можно создать математические модели для каких-нибудь явлений.

Сегодня большинство домашних ПК являются мощными мультимедийными устройствами выполняющими множество разнообразных операций. ПК стал незаменимым помощником в решении разнообразнык задач.

Список литературы

Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С.В. Симоновича.-Спб.: Питер, 2005

Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб.: Питер, 2000

М. Минаси. Ваш ПК. Устройство, принцип работы, модернизация. - М., 2004

Щемелёв В.А. Модернизация и обслуживание ПК. Базовый курс, - М., 2003