Аппаратно-программное обеспечение ПК

 

Аппаратное обеспечение ПК

В данном разделе будут рассмотрены основные устройства входящие в состав персонального компьютера.

  Обычно под набором комплектующих для ПК принимают следующий состав устройств: корпус с блоком питания; системная плата; центральный процессор (ЦП); оперативное запоминающие устройство (ОЗУ); видеоадаптер; монитор; накопитель на жёстких дисках; клавиатура; мышь; привод DVD-ROM; звуковой адаптер. Для российских условий дополнительным оборудованием являются: TV-тюнер; web-камера; микрофон.

  С точки зрения развития аппаратной части ПК наибольший интерес вызывают следующие требования:

ü полный отказ от интерфейса шины ISA;

ü все компоненты системной платы должны соответствовать спецификации Plug and Play;

ü порты COM и LPT рекомендуется использовать только для принтеров;

интерфейсы IDE/ATA и ATAPI для внешних накопителей подлежат замене на IEEE 1394;

ü для модемов рекомендуется интерфейс USB;

ü для сканеров и других устройств ввода/вывода используют SCSI;

ü для звуковых карт используют USB или PCI;

ü для видеоадаптеров используют PCI-E.

 

                                                                9.

Программное обеспечение ПК

В состав начального программного обеспечения (ПО) данного компьютера входит операционная система (ОС), а также стандартный пакет прикладных программ и драйверов.

На компьютере для программирования установлена операционная система Windows 7. С момента выхода Windows 95 панели задач служила отправной точкой для запуска программ и переключения между окнами. Однако времена меняются, и методы работы с компьютером тоже. Поэтому в Windows 7 панель задач была полностью модернизирована, чтобы повысить эффективность работы, упорядочить содержимое и выполнять больше задач.

На сегодняшний день мало кто хранит все файлы в одном месте. В Windows 7 поддерживается поиск на внешних жестких дисках, компьютерах в сети и в других расположениях. Кроме того, для повышения эффективности и скорости поиска отображаются рекомендации, основанные на предыдущих запросах. Зачастую поиск может давать слишком большое число результатов. Благодаря новым динамическим фильтрам можно практически мгновенно сократить число результатов, разделив их по категориям, например по дате или типу файла. В Windows 7 реализован более простой порядок работы с окнами на рабочем столе. Представлены более удобные способы открытия, закрытия, изменения размеров и упорядочения окон.

 

 

10.

Внутренние  устройство компьютера.

Микропроцессор

Микропроцессор – это «мозг» любого компьютера. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. А началось всё с появлением скромной по своим возможностям микросхемы Intel 4004 – первого микропроцессора, созданного в 1971г. командой во главе с изобретателем, доктором Тедом Хоффмон.     

 Изначально эта микросхема предназначалась для микрокалькуляторов и была изготовлена по заказу японской фирмы. С этого момента началась эпоха персональных компьютеров. Прошло несколько десятилетий. Ученые выявили закономерность, назвав её «законом Мура»: ежегодно мощность микропроцессоров    удваивается. 

Микропроцессор производит все вычисления (арифметические и логические операции), взаимодействует с памятью и осуществляет управление всеми компонентами ПК. Таким образом, процессор включает в себя следующие части:
1. арифметико-логическое устройство (АЛУ),

2. устройство управления (УУ),

3. внутренние регистры – ячейки памяти внутри кристалла процессора, предназначенные для хранения промежуточной информации.

Важнейшими характеристиками микропроцессора, определяющими его производительность (количество операций в единицу времени) являются: тактовая частота, разрядность, объем адресуемой памяти.
Тактовая частота определяет скорость выполнения операций в микропроцессоре. При повышении тактовой частоты увеличивается производительность микропроцессора.

                                                             11.

Разрядность обрабатываемых данных – количество бит информации, одновременно вводимой в микропроцессор и выводимой из него. Чем больше разрядность, тем больше информации может обработать микропроцессор в единицу времени.

   Объем адресуемой памяти (адресное пространство) – максимальное число ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

 

Внутренняя память.

Внутренняя память – это память, расположенная на материнской плате. Внутреннюю память составляют два устройства: ОЗУ и ПЗУ.
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) предназначено для хранения текущих программ и текущей информации, т.е. программ и информации, с которыми в данный момент работает пользователь. В англоязычной литературе ОЗУ называют RAM (random access memory – память случайного доступа).
Основными характеристиками ОЗУ являются: объем и время доступа.
Объем ОЗУ (единица измерения – Мбайт) – это общее количество ячеек памяти на всех кристаллах ОЗУ. В каждой ячейке может храниться либо «1» либо «0». Ячейки в кристаллах памяти объединены в блоки по 8 ячеек, и в каждый такой блок таким образом можно записать байт информации. От объема ОЗУ во многом зависит скорость работы компьютера: чем больше объем ОЗУ, тем быстрее работает компьютер.
Время доступа – время, за которое процессор может прочитать содержимое ячейки ОЗУ или записать в нее информацию. Чем меньше время доступа, тем быстрее общается процессор с ОЗУ и тем быстрее работает компьютер.
ОЗУ является энергозависимой памятью, т.е. при отключении питания оно стирает всю записанную в него информацию.   

                                                        12.

Чтобы компьютер работал, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера. Таким образом, для компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере имеются два промежуточных звена.
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – хранит программу первоначальной загрузки компьютера, информацию о системной плате и расположенных на ней устройствах, информацию о подключенных устройствах внешней памяти, текущее время др.
Эта память является энергонезависимой, т.е. при отключении питания информация в ПЗУ не стирается. Информация в ПЗУ записывается один раз и затем уже не изменяется, хотя в современных компьютерах часть ПЗУ – так называемая flash-память, может быть перезаписана. При этом пользователь лишь запускает специальную программу, периодически поставляемую производителями материнских плат, и содержимое flash-памяти обновляется.

Flash–память как и все ПЗУ энергонезависима, т.к. она потребляет очень мало энергии и питается от отдельной батареи независимо от того, включен или выключен компьютер. Кроме того, содержимое еще одной части ПЗУ (CMOS-памяти), содержащей данные о конфигурации компьютера, настройках, текущем времени и др., может быть изменено пользователем вручную. Питается CMOS-память обычно от той же батареи, что и flash-память.

Внешняя память.

Внешняя (периферийная) память – это память, расположенная вне материнской платы. На устройствах внешней памяти хранятся тексты программ, документы и другая информация. Эту память часто называют

                                                            13.

долговременной. Если необходимо работать с какой-то программой, то она сначала копируется с устройств внешней памяти в оперативную память и затем запускается. Наиболее часто внешняя память ПК представлена накопителями на гибких магнитных дисках и накопителями на жестких дисках.

Накопители на гибких дисках (дискетах).

Накопители на гибких дисках (дискетах, флоппи-дисках) позволяют переносить документы с одного компьютера на другой, хранить информацию. Основным недостатком накопителя служит его малая емкость (всего 1, 44 Мб) и ненадежность хранения информации. На компьютерах последних лет выпуска устанавливаются дисководы для дискет размером 3, 5 дюйма (89мм).

Раньше использовались накопители размером 5, 25 дюймов. Они, не смотря на свои размеры, обладают меньшей емкостью и менее надежны и долговечны. Оба типа дискет обладают защитой от записи (перемычка на защитном корпусе дискеты). В последнее время стали появляться альтернативные устройства: внешние дисководы, с дисками емкостью до 1, 5 Гб и намного большей скоростью чтения, нежели дисковод флоппи-дисков.

Материнская плата, шина и периферийные устройства.

Если заглянуть внутрь системного блока, то первое, что бросится в глаза — это большая плата с множеством микросхем и подключенных к ней с помощью разъемов плат и блоков меньших размеров. Эту плату называют системной (материнской). На материнской плате располагаются: процессор, ПЗУ, ОЗУ, видеоадаптер (формирует сигнал для монитора), адаптер жесткого

диска (управляет работой жесткого диска), адаптер гибкого диска (управляет работой гибкого диска). Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема (контроллер или адаптер), которая им управляет.

                                                         14.

Некоторые контроллеры (например, контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. «Гнездо» для установки процессора: для каждого форм-фактора процессора существует свой тип материнской платы, как правило, несовместимый с другими процессорами. Так в гнездо для процессора Pentium III нельзя установить процессор AMD K7. И наоборот.
Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемой шиной. Шина – системная плата, обеспечивающая ввод-вывод информации. Характеристикой шины является скорость обмена.
Периферийными называют все устройства компьютера, расположенные вне материнской платы. Часть устройств хоть и расположены вне материнской платы, но также как и материнская плата находятся в системном блоке: винчестер, дисководы, CD–ROM, звуковая карта, сетевая карта и некоторые др.

Видеоадаптер

Видеоадаптер (видеоконтроллер, видеокарта) предназначен для работы в графическом режиме. Главной задачей современной видеокарты является поддержка объёмной, трёхмерной графики (3D). Существует и дополнительная возможность видеокарт – TV тюнер – приём телевизионного сигнала. Главной характеристикой является объём памяти. Современные графические приложения и игры требуют от видеокарты наличие как можно большего количества памяти.

 

                                                                15.

Жесткий диск.

 

Жесткий диск (винчестер, HDD) – предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе компьютера: операционной системы, документов, игр и т.д. Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее время доступа, размер кэш-памяти. Для домашнего

компьютера необходим жесткий диск объёмом не менее 10 Гб. Однако необходимый объем зависит от тех задач, для решения которых приобретается компьютер. Информация хранится на одной или нескольких круглых пластинках с магнитным слоем, над которыми летают магнитные записывающие головки. Винчестеры подключаются к материнской плате с помощью специальных шлейфов-кабелей, каждый из которых рассчитан на два устройства.

 

Внутренний динамик.

 

  Внутренний динамик (PC Speaker) – устройство, предназначенное для вывода системных звуковых сообщений. Например, в начале загрузки компьютера происходит тестирование оборудования. Ниже приведена таблица звуковых сигналов, возникающих при самотестировании компьютера. Кроме того, внутренний динамик может использоваться некоторыми DOS программами и играми.

 

Звуковая карта.

 

Звуковая карта – устройство, необходимое для редактирования и вывода звука, посредством звуковых колонок. Существуют 8, 16 и 20 разрядные (битные) карты. Для домашнего компьютера хватает 16 битной звуковой

                                                          16.

карты, поскольку 20 битные – профессиональные карты для программистов, занимающихся музыкой на компьютере.

 

Устройства CD.

 

Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM).

 

Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM (compact disk read only memory)) предназначено для чтения записей на компакт-дисках. Достоинства устройства – большая емкость дисков, быстрый доступ, надежность, универсальность, низкая стоимость. Основное понятие, характеризующее работу данного устройства – скорость. Самые первые CD-ROM – 1-скоростные. Сейчас появились 52-скоростные CD-ROM.

 

Устройство однократной записи CD-R.

 

    CD-R – дисковод с возможностью однократной записи информации на специальный диск, в России их называют «болванками». Запись на эти диски осуществляется благодаря наличию на них особого светочувствительного слоя, выгорающего под воздействием высокотемпературного лазерного луча.

 

Устройство многократной записи CD-RW.

 

CD-RW – дисковод с возможностью многократной записи информации. Это устройство работает совершенно по другому принципу и совсем другими дисками, чем CD-R. В последнее время всё большее распространение получает DVD-ROM – устройство, предназначенное для чтения дисков формата DVD.

 

                                                             17.

BIOS (Basic Input - Output System).

 

BIOS (Basic Input - Output System) – базовая система ввода-вывода – микросхема, установленная на материнской плате. Именно здесь хранятся основные настройки компьютера. С помощью BIOS можно изменить скорость работы процессора, параметры работы для других внутренних и некоторых внешних устройств компьютера. BIOS – это первый и самый важный из мостиков, связующий между собой аппаратную и программную часть компьютера. Поэтому для современных BIOS немало важными особенностями является возможность её обновления, работы со стандартом Plug& Play (включи и работай), возможность загрузки компьютера с CD-ROM, сети и дисководов ZIP. За пределами системного блока расположены устройства, обеспечивающие ввод информации в ПК и устройства вывода информации из ПК.

 

Устройства ввода информации в ПК.

 

Клавиатура

Клавиатура – устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных и команд в ПК. Клавиатура снабжена специальным кабелем, посредством которого она подключается к специальному разъему на системном блоке.

 

Мышь.

Мышь – манипулятор для ввода информации в компьютер. Он необходим для работы с графическими пакетами, чертежами, при разработке схем и при работе в новых операционных системах. Основной характеристикой мыши

                                                             18.

является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (dpi). Неплохо иметь также специальный коврик под мышь, что обеспечивает её сохранность и долговечность. Самые простые и дешевые модели – оптико-механические. Более дорогие и надёжные модели «мышек» - оптические. Еще более дорогие инфракрасные беспроводные мыши.

Джойстик

Джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопками, употребляется в компьютерных играх.

Трекбол

Трекбол – манипулятор в виде шара на подставке. Используется для замены мыши, особенно в портативных компьютерах (Notebook).

Сканер

Сканер – устройство для ввода в компьютер текстовой и графической информации. Сканеры бывают нескольких видов:
* ручные – предназначены для мобильных пользователей;

* протяжные – используются для специфического круга задач, позволяя работать с оригиналами нестандартных размеров (могут быть мобильными);

* сканеры-насадки – используются в некоторых моделях принтеров для повышения их функциональности;

* слайд-сканеры – предназначены для высококачественной оцифровки 35-мм пленок;

* барабанные сканеры – это сугубо профессиональный вид сканеров;

 

                                                         19.

* планшетные сканеры – созданы для решения всевозможных задач широким кругом пользователей (сканирование фото форматов 9х13 и 10х15см., полноцветных изображений большого формата (вплоть до А4), текстовых документов, смешанных документов, содержащих и текст, и графические изображения, 35-мм. пленок).

 

Дигитайзер

 

Дигитайзер – приспособление для ввода графической информации в компьютер, а проще – для рисования. Это планшет чувствительный к нажатию специального карандаша – стилуса. Изображение моментально с планшета переносится на экран монитора. В комплекте с дигитайзером поставляется 4-кнопочная «мышь». Формат планшетов – от А4 до А0. Для дизайнеров и художников-полиграфистов это устройство незаменимый помощник.
Существуют и другие устройства ввода информации в компьютер: цифровые фотоаппараты, планшеты, манипуляторы «световое перо» и пр. Некоторые манипуляторы, функционально аналогичны или дополняют мышь: трекбол, джойстик, виртуальный шлем и др.

 

Устройства вывода информации из ПК.

 

Монитор

   Монитор (дисплей) – устройство вывода алфавитно-цифровой и графической информации ПК. Монитор является основным техническим средством организации общения между пользователем и компьютером. Внешне напоминает телевизор.

   

                                                         20.

 Современные мониторы, соответствующие принятым стандартам на допустимое электромагнитное излучение (ТСО–95, ТСО-99), безопасны для пользователей, хотя при этом время пребывания за экраном включенного монитора обычно нормируется (до 4 часов).

Качество изображения монитора определяют следующие характеристики: размер диагонали, разрешение, палитра, частота кадров.
1200 для 19-дюймового. Чем больше размер диагонали экрана и выше разрешение, тем качественнее изображение, так как лучше прорисовываются мелкие детали.´ 600 для 14-дюймового монитора, 1600´ Изображение на экране монитора формируется с помощью точек (пикселей). Количество пикселей по горизонтали и вертикали и определяет разрешение экрана. Типичные значения: 800 Цветовую гамму (палитру) выводимого изображения определяет размер видеопамяти – чем больше ее объем, тем больше цветов и оттенков может вывести монитор. Комфортность работы за монитором во многом определяет такая характеристика монитора, как максимальная частота смены кадров (обычные значения: 75–100Гц, т.е. за секунду изображение на экране обновляется 75-100 раз).
                                                              

Принтер

Принтер – устройство вывода, обеспечивающее печать выдаваемой компьютером информации. В качестве носителя чаще всего используется бумага. Принтеры делятся на следующие типы: матричные, струйные, лазерные. Наиболее простые принтеры – матричные (дешевые, качество изображения низкое, уровень шума высокий). Принцип печати таких принтеров следующий: печатающая головка содержит ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. В струйных принтерах изображение формируется микрокаплями

                                                           21.

специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Такие принтеры обеспечивают высокое качество при печати на специальную бумагу, удобны и для цветной печати. Лазерные принтеры обеспечивают самое высокое качество печати. В этих принтерах используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски, только в отличие от ксерокса печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам компьютера.

 

Плоттер

Графопостроитель (плоттер) – устройство, позволяющее выводить графическую информацию на бумагу или другие носители. Типовые задачи для плоттеров – выполнение различных чертежей, схем, рисунков, графиков, карт и т.п. Современные плоттеры классифицируются по формату использования бумаги и типу пишущего механизма. Цена плоттера и расходных материалов, как правило, достаточно высока. Но качество близко к полиграфическому и оправдывает все затраты. Зачастую используются в рекламных агентствах с собственным производством.

 

Стример

Стример – устройство для сохранения информации с жесткого диска на кассеты с магнитной лентой.

 

Ризограф
Ризограф – множительный аппарат (производитель – японская фирма RISO Cagaku, отсюда и название), который при подключении к компьютеру способен работать и как принтер, и как сканер.

                                                       22.

Мультимедиа-шлем

Мультимедиа-шлем – элемент системы виртуальной реальности, снабженный оптической системой высокого разрешения, трехмерным цветным изображением, стереосистемой.

 

Устройства ввода–вывода

 

Ряд периферийных устройств могут, как вводить, так и выводить информацию из компьютера. Устройствами ввода–вывода являются, например, почти все рассмотренные выше накопители на дисках (за исключением CD–ROM) и ряд других устройств, которые часто представлены в современном компьютере.

Чтобы в компьютер можно было вводить речь и другие звуки, он должен иметь в своем составе звуковую карту (sound card) с подключенным к ней микрофоном. Выводится звук на акустические системы или наушники, которые также подключаются к звуковой карте. Для ввода видеосигналов в ПК и преобразования информации из компьютера в видеосигнал (например, для записи на видеомагнитофон) существуют специальные устройства, называемые графические карты (video card), часто содержащие в своем составе TV–тюнер, позволяющий принимать телевизионные передачи и отображать их на экране монитора. Для связи нескольких компьютеров в локальную компьютерную сеть каждый из этих компьютеров должен быть оснащен сетевой картой, которая позволяет осуществлять быстрый обмен (ввод–вывод) информацией между компьютерами сети. Объединяются такие компьютеры в сеть с помощью кабелей.

Модем
Модем (модулятор-демодулятор) - устройство, позволяющее компьютеру

                                                            23.

выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий. По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на

внутренние (internal) и внешние (external). Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности и более легкой установки. Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду). Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях. Также существуют мировые стандарты скорости модема, сжатия данных и коррекции ошибок. Очень дорогие суперсовременные модемы имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием, определителем номера и другими полезными функциями.
Последние годы спрос на модемы стал достаточно высок, т.к. они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети.

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: