Основні блоки ПК

Класифікація апаратного забезпечення ПК. Принципи функціонування та технічні характеристики основних і додаткових пристрої ПК.

В усьому розмаїтті сучасних персональних комп’ютерів можна виділити дві основні сім’ї:

- IBM-сумісні комп’ютери, які використовують процесори Intel, AMD та інші з цілком визначеною побудовою апаратної частини – архітектурою;

- комп’ютери з архітектурою фірми Apple Macintosh, які використовують мікропроцесори фірми Motorola та ін.

Архітектура ПК - це структурна схема внутрішньої організації та взаємодії основних функціональних модулів комп’ютера.

Оскільки сьогодні більше 80% комп’ютерів на світовому ринку становлять IBM-сумісні, то надалі ми вивчатемо комп’ютери саме цієї сім’ї.

Сучасний ПК, як правило, складається з стандартних пристроїв (блоків):

1. Системного блока, в корпусі якого знаходяться системна плата з основними електронними компонентами комп’ютера, приводи різноманітних накопичувачів, контролери (адаптери) для управління різноманітними пристроями, блок живлення комп’ютера і т.д.

2. Монітора (дисплея), який є основним пристроєм виведення на екран текстової або графічної інформації.

3. Клавіатури, яка є основним пристроєм для введення інформації в діалоговому режимі.

4. Маніпулятора “миші“ («мишки») - пристрою, який полегшує введення інформації безпосередньо з монітора.

Крім цього, до комп’ютера можуть підключатись додаткові зовнішні (периферійні) пристрої:

- принтери - для виведення на друк текстової та графічної інформації;

- плотери - для виведення складної графічної інформації, креслень;

- сканери - для введення текстів або графічної інформації з паперових або інших носіїв;

- модеми - для обміну інформацією з іншими комп’ютерами через телефонну мережу;

- інші пристрої - динаміки, мікрофони, стримери,пристрої ZIP і т.д.

На системній платі розташовано такі основні електронні компоненти комп’ютера, як центральний процесор, пам’ять, різноманітні допоміжні мікросхеми (чіпсет), системні шини, контролери і т.д.

Основною деталлю комп’ютера, його «мозком», який виконує всі обчислення і загальне управління, є центральний процесор. Найважливішою його характеристикою є тактова частота, яку вимірюють в мегагерцах (Мгц) або гігагерцах (ГГц). Тактова частота вказує швидкість виконання елементарних операцій всередині мікропроцесора. Однакові моделі мікропроцесорів можуть мати різну тактову частоту - чим вона вища, тим вища продуктивність і ціна мікропроцесора. В сучасних персональних комп’ютерах використовуються процесори, сумісні з сімейством мікросхем які випускає не лише фірма Intel, а й, наприклад, AMD, Cyrix, IBM, VIA та ін. Наприклад, найрозповсюдженіші процесори фірми Intel – це Pentium III, Pentium IV i Celeron, а фірми AMD – Athlon i Duron з тактовими частотами від 850 Мгц до 1,6 ГГц.

Пам’ять персонального комп’ютера призначена для зберігання програм та даних. Пам’ять традиційно поділяють на внутрішню і зовнішню.

Внутрішня пам’ять персональних комп’ютерів складається із таких видів:

· оперативної пам’яті, в яку завантажуються програми і дані під час роботи. Ємність оперативної пам’яті вимірюється в мегабайтах і визначається ємністю мікросхем ОП, змонтованих на спеціальних платах - модулях пам’яті. Такі модулі вставляються в спеціальні розніми (гнізда) на системній платі. Сучасні комп’ютери, як правило, мають ємність оперативної пам’яті 128 Мбайт. Комп’ютери, які використовуються для складних завдань, мають ОП від 512 Мбайт і більше;

· кеш-пам’яті. Це спеціальна надзвичайно швидкодіюча пам’ять, яка розташована між мікропроцесором і оперативною пам’яттю і зберігає копії даних, які найчастіше використовуються. При звертанні мікропроцесора до пам’яті виконується пошук потрібних даних одночасно в оперативній і кеш-пам’яті. Якщо адреси звертання до оперативної і кеш-пам’яті збігаються, то констатується попадання в кеш і дані зчитуються із швидкої кеш-пам’яті;

· постійної пам’яті ( BIOS ). В цю пам’ять дані заносяться при виготовленні, і вони не можуть бути змінені. Як правило, в такій пам’яті зберігаються програми для перевірки обладнання комп’ютера, ініціювання завантаження операційної системи та виконання базових операцій по обслуговуванню пристроїв комп’ютера. В сучасних комп’ютерах, як правило, використовують різновид постійної пам’яті - флеш-пам’ять, яка допускає можливість електронного стирання і перепрограмування;

· напівпостійна пам’ять ( CMOS ). Невелика ділянка пам’яті для зберігання параметрів конфігурації комп’ютера, системного годинника RTC тощо. Вміст CMOS-пам’яті не змінюється при вимиканні комп’ютера, оскільки для її енергоживлення використовується спеціальний акумулятор. У системі BIOS є програма SETUP, з допомогою якої можна змінити вміст CMOS-пам’яті.

Чіпсет - це комплект мікросхем, який призначений для підтримки в комп’ютерній системі функціональних можливостей процесора, оперативної пам’яті, кеш-пам’яті, дискової і відеопам’яті та інших компонентів. Мікросхеми чіпсету генерують більшість сигналів для системних і периферійних пристроїв, перетворюють сигнали між шинами і т.д.

Системні шини призначені для обміну інформацією між електронними компонентами ПК. По шинах передаються управляючі сигнали, сигнали даних і адреси.

Контролери призначені для управління доступом із системи до якого-небудь пристрою, а також для виконання відповідних операцій інформаційного обміну. Кожний пристрій має свій контролер, наприклад, є контролери клавіатури, контролери накопичувачів на гнучких і жорстких магнітних дисках, відеоконтролери і т.д.

Порти введення-виведення призначені для електричного з’єднання периферійних пристроїв і персонального комп’ютера. Стандартними компонентами ПК є послідовні і паралельні порти. Послідовний порт в основному використовується для підключення «миші», модема і різноманітних маніпуляторів та комунікаційних пристроїв. Паралельний порт в основному використовується для підключення принтерів, сканерів, накопичувачів на змінних магнітних дисках і т.д. Крім електричних, існують ще програмні порти, які мають логічні імена, що використовуються для встановлення різноманітних режимів роботи пристрою.

Для довгострокового зберігання програм і даних в персональних комп’ютерах використовують різноманітні накопичувачі. Накопичувачі складаються з двох частин: носія – пристрою, на якому зберігається інформація, та приводу – пристрою, призначеного для зчитування інформації з носія і запису інформації на носій.

Відеосистеми ПК призначені для виведення на екран текстової та графічної інформації.

Відеосистеми складаються з відеоадаптера (графічної плати) і монітора (дисплея).

Відеоадаптери - це пристрої, які керують процесом виведення на екран текстової інформації та графічних зображень.

Монітори - це пристрої візуалізації текстової і графічної інформації, яку вводить користувач або яка виводиться комп’ютером.

Існують два режими роботи відеосистеми: текстовий і графічний.

В текстовому режимі екран монітора умовно поділяється на окремі ділянки – знакомісця, в яких може бути виведений будь-який із 256 символів. Звичайно на екрані розміщується 25 рядків по 80 символів. Поточне місце екрану, куди виводитиметься черговий символ, відмічається мерехтливим значком - курсором (маркером).

В графічному режимі на екран монітора виводиться будь-яке зображення в вигляді прямокутної сітки точок (пікселів), кожна з яких має свій колір і яскравість. Кількість точок по горизонталі і вертикалі називається роздільною здатністю відеосистеми. Чим більша кількість точок, тим вища роздільна здатність, тобто тим вища якість зображення. Роздільна здатність не залежить від розмірів екрану, збільшення його площі призводить до збільшення розміру точок, а не їх кількості. Кількість вироблюваних точок залежить від розміру відеопам’яті. В сучасних комп’ютерах її об’єм досягає 32 Мбайт і більше. Найпоширеніші графічні режими роботи сучасних відеоадаптерів SVGA - із роздільною здатністю від 640 x 480 пікселів до 1024 х 768 і більше. Зараз найбільш поширені кольорові монітори з розміром екрану по діагоналі 15" і 17".

Для прискорення роботи відеосистеми і ПК в цілому на сучасних відеоплатах встановлюються спеціальні прискорювачі - акселератори та графічні співпроцесори. Основне завдання таких пристроїв - суттєве скорочення навантаження на центральний процесор при обробці відеоданих. Це відбувається завдяки тому, що акселератори і графічні співпроцесори за спеціальними командами або програмами самостійно виконують ряд операцій обробки відеосигналу. Крім цього, для того щоб розвантажити процесор від потоку відеоданих, на сучасних материнських платах використовується спеціальна графічна шина AGP.

Клавіатура призначена для введення в комп’ютер інформації від користувача. Має 107 або 109 клавіш. Клавіатура умовно розділена на декілька частин: алфавітно-цифрову, функціональну, управління курсором, додаткову цифрову.

Алфавітно-цифрові клавіші використовуються для введення в комп’ютер алфавітно-цифрових символів. Які саме символи вводяться залежить від того, чи включений режим введення латинських або російських (українських) літер. Кожна команда, яка введена з алфавітно-цифрової клавіатури, активізується натисненням клавіші [ Enter ]. Спеціальні клавіші на алфавітно-цифровому полі призначені для виконання спеціальних команд або для зміни значень інших клавіш. Часто використовують комбінації клавіш із спеціальними клавішами.

Порядок використання функціональних клавіш визначається програмою або операційною системою, з якими в даний момент працює користувач. В більшості програм при натисненні клавіші [ F1 ] виводиться довідкова інформація по роботі з програмою.

Цифрові клавіші в правій частині стандартної клавіатури мають подвійне призначення: для введення цифр і для управління курсором. Перемикання між режимами здійснюється клавішею [ Num Lock ]. При цьому режим правої цифрової клавіатури відображається на спеціальному індикаторі з однойменною назвою: коли він включений – вводяться цифри, коли виключений – клавші використовуються для управління курсором.

Клавіші управління курсором призначені для управління рискою-курсором при обробці документів чи введенні команд.

Маніпулятор “ миша ” призначений для введення інформації в комп’ютер за допомогою маніпуляції з графічним зображенням на екрані. Переміщення «миші» по поверхні спеціального килимка призводить до синхронного переміщення курсора «миші» на екрані. Курсор «миші» в текстовому режимі екрану звичайно має вигляд прямокутника, а в графічному режимі - похилої стрілки.

«Миша» має 2 чи 3 кнопки, але звичайно використовуються тільки дві крайні. Коли необхідно виконати ту чи іншу дію, слід встановити курсор «миші» на потрібний об’єкт, і клацнути ту чи іншу кнопку. Деякі конструкції «мишей» передбачають скроллер – коліщатко, завдяки якому здійснюється переміщення за текстом або прокручування інформації у вікні.

Різновидами «мишей» у ноутбуках є трекболи, в яких корпус нерухомий, а рухається лише кулька.

Сенсорні екрани, планшети та панелі - пристрої, які дозволяють вводити інформацію шляхом вказування (натиснення) на екрані пальцями чи спеціальним пером.

Принтери призначені для виведення інформації на папір та інші носії. Як правило, найрозповсюдженіші принтери бувають трьох типів: матричні, струменеві, лазерні. Значно рідше зустрічаються принтери з термопластичним барвником та термосублімаційні принтери. Ці принтери надто дорогі і використовуються в основному у великих рекламно-видавничих компаніях.

Якість друку символів визначається розміром точки, яка формується механізмом принтера, а також кількістю точок на дюйм - dpi. На швидкість друку впливає також ємність пам’яті принтера, яка може досягати у сучасних моделей 8 Мбайт і більше.

Матричні - найбільш розповсюджені до недавнього часу. Друкуюча головка має вертикальний ряд тонких металевих голок, які при переміщенні головки вздовж рядка вдаряють по паперу через стрічку з фарбою. На папері залишається слід - символи та графічні зображення. Ці принтери можуть друкувати на 5 - 10 аркушах паперу одночасно.

Недоліки: невисока якість друку; багато шуму при друкуванні.

Переваги: низька ціна копії.

Струменеві - в цих принтерах зображення формується за допомогою мікрокапель спеціальних чорнил (чорних або кольорових), які видуваються на папір за допомогою спеціальних форсунок. Технологія струменевого друку базується на двох технологіях: бульбашковій та п’єзоелектричній. Наприклад, в друкуючих головках бульбашкового типу кожний дюзовий канал оснащений спеціальним елементом, який нагріває чорнила до температури близько 500⁰ С. Від різкого нагрівання утворюється чорнильна бульбашка, яка виштовхує мікрокаплю чорнил на папір.

Якість друку набагато краща, ніж в матричних принтерах.

Переваги: простота в роботі і можливість отримання дешевої кольорової копії.

Недоліки: потребують старанного обслуговування та своєчасної заміни друкуючої головки або спеціальних картриджів. Повторна заправка картриджів чорнилами, якщо цього не передбачено, дуже небажана. Велика чутливість копій до вологи.

Лазерні - в цих принтерах використовується принцип ксерографії. Спеціальний барабан лазерними променями заряджається до деякого ступеню електризації, яка залежить від вигляду зображення. Заряджений барабан притягує порошок тонера, який потім переноситься на папір. Щоб тонер потім не зсипався з паперу, його фіксують спеціальними нагрітими валиками.

Окрім лазерних, існують LED-принтери, які отримали свою назву від того, що, замість лазера, в них використовується лінійка мікроскопічних світлодіодів.

Переваги: лазерні принтери забезпечують найвищу якість та найвищу швидкість друку.

Недолік: велика потужність живлення (близько 1 кВт); виділення шкідливих речовин у повітря під час друку.

Плотери - це пристрої для виведення складної графічної інформації, креслень. Плотери бувають фрикційні, барабанні (рулонні), але особливо поширені планшетні. Завдяки тому, що інформація виводиться на папір спеціальною ручкою чи олівцем, можна отримати якісніші графіки чи малюнки ніж на принтері. Різні моделі плотерів можуть мати як одне, так і декілька пер різного кольору. Низька вартість невеликих плотерів та їх спроможність малювати різними кольорами (використовуючи кольорові ручки) роблять їх особливо привабливими для комерційного використання.

Сканери призначені для введення графічної інформації в комп’ютер, наприклад, фотографій, малюнків і т.д. Принцип дії сканера грунтується на перетворенні зображення в цифрову форму, придатну для обробки комп’ютером. Лінійка фотоприймальних елементів (фотодіодів) з освітлювачем сканує зображення, і далі світлові сигнали перетворюються в електричні. Таким чином, в комп’ютері створюється деяка електронна копія зображення. Основною характеристикою сканера є роздільна здатність, яка визначається кількістю точок на дюйм (dpi). Але слід розрізняти оптичну і програмну роздільну здатність. Оптична роздільна здатність - максимальна величина, що забезпечується апаратними можливостями принтера. Подальше підвищення якості відсканованого зображення досягається лише при використанні програмних методів інтерполяції.

Зараз використовуються сканери з оптичною роздільною здатністю 600 - 2400 dpi, яка може бути підвищена завдяки інтерполяції до 6400 - 9600 dpi.

Існує декілька типів сканерів, але найуживаніші - це ручний та планшетний. Якість цифрового зображення вища у планшетних сканерів.

Модеми призначені для обміну інформацією між комп’ютерами через телефонну мережу. Перетворює цифрову інформацію, яка циркулює в комп’ютері, в звукові сигнали і навпаки. Швидкість передачі набагато нижча від тактової частоти процесора і змінюється залежно від умов зв’язку в телефонній лінії. Кількість переданих даних зростає завдяки стисненню інформації. Більшість сучасних модемів є факс-модемами. Факс-модеми - це пристрої, які поєднують можливості модема із засобами обміну факсимільними повідомленнями. Сучасні факс-модеми працюють із швидкостями вище 33600 біт/сек. Системи стиснення інформації дозволяють підвищити швидкість до майже 115,2 Кбіт/с.

Максимальна швидкість обміну інформацією в нашій звичайній телефонній мережі - не більше 56 Кбіт/сек.

Дата добавления: 2014-01-11