Апаратне забезпечення персональних комп’ютерів

Для опрацювання інформації потрібні певний набір технічних пристроїв (апаратна складова) і програми (програмна складова), які будуть керувати роботою цих пристроїв. Сукупність програмної і апаратної складової називають інформаційною системою. Тради- ційно апаратну складову, на відміну від програмної, називають жорсткою, незмінною час- тиною системи. Звідси походить і назва hardware — це hard (твердий) + ware (виріб).

Апаратна складова IBM-сумісного персонального комп'ютера звичайно включає дві основні частини: системний блок та периферії, тобто пристрої введення і виведення інфор-

мації.

У настільному комп'ютері системний блок та периферійні пристрої (монітор, кла- віатура, маніпулятор “миша”) є окремими частинами комп'ютера. Портативний варіант побудови персонального комп'ютера передбачає поєднання всіх пристроїв в єдину конструкцію. Серед портативних розрізняються “блокнотна” конструкція або “ноутбук” (від англ. notebook — блокнот); наколінна конструкція або “лептоп” (від англ. lap — коліно, top — вершина); комп'ютер, що розміщується на долоні, або “палмтоп” (від англ. palm — долоня).

До складу системного блока входять основні вузли комп’ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, один-два накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), один (іноді більше) накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД),дис.- ковод для компакт-дисків, засоби керування (вимикач електроживлення,кнопка “Reset”).

Системна (або материнська) плата — так називають плату одного зі стандартних форматів, на якій розміщуються головні компоненти комп’ютерної системи — центральний процесор; оперативна пам'ять, кеш-пам’ять; комплект мікросхем логіки, що підтримують роботу плати, — чіпсет (chipset); центральна магістраль, або шина; контролер шини і кілька рознімних з’єднань-гнізд — слотів, які призначені для підключення до материн- ської інших плат (контролерів, плат розширення тощо).

Центральний процессор

Центральний процесор (CPU — Central Processing Unit) є центральним блоком ПК, призначеним для керування роботою всіх блоків комп’ютера і виконання арифметичних та логі- чних операцій над інформацією. До його складу входять логічні блоки (КП, АЛП), мікропроце- сорна пам’ять (МПП) — складова частина, що забезпечує короткочасне зберігання, запи- сування та видавання інформації, яка використовується в обчисленнях у найближчих тактах роботи комп’ютера.

Конструктивно процесор, який часто порівнюють із мозком комп’ютера — це невелика електронна схема, де на одному кристалі надчистого кремнію за допомогою складного, бага- тоступеневого і високочастотного технологічного процесу створено кілька мільйонів транзи- сторів та інших схемних елементів, з’єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів.

Основними параметрами процесора є набір команд, розрядність, тактова частота.

Набір або система команд постійно вдосконалюються. Сучасні процесори можуть ви-

конувати до кількох сотень команд (інструкцій).

Процесор має власну невелику пам'ять швидкого доступу, елементи якої називаються ре- гістрами. В них містяться команда, яка виконується у поточний час, дані, над якими вона виконується, і результат виконання команди. Ця пам'ять короткочасна і зберігає інформа- цію лише на час виконання команди. Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бі- тів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів можна використати в процесорі для адресації оперативної пам’яті, передачі даних тощо. Від розрядності процесора значною мірою залежать можливості комп'ютера: зі збіль- шенням розрядності обмін даними відбувається оперативніше.

Тактова частота визначає кількість елементарних операцій, які центральний проце- сор виконує за 1 секунду і вимірюється у мегагерцах (МГц) та гігагерцах (ГГц). Чим більша тактова частота, тим швидше працює комп'ютер.

Запам'ятовуючі пристрої комп'ютера.

Пам'ять комп'ютера — це пристрій, призначений для зберігання інформації.

Всю пам'ять комп'ютера можна розділити на внутрішню та зовнішню.

Внутрішня пам'ять виготовляється у вигляді мікросхем, її призначення — забезпе- чення роботи комп'ютера. Користувач не може зберігати власну інформацію у внутрішній пам'яті.

До внутрішньої пам'яті належать: оперативна пам'ять, постійний запам'ятовуючий пристрій та кеш-пам'ять.

У оперативній пам'яті (RAM від англ. Random Access Memory — пам'ять з довільним доступом) зберігаються програми і дані, з якими працює процесор у поточний момент. Ця па- м'ять працює порівняно швидко, звідси походить і назва — оперативна. Оперативна пам'ять є тимчасовою — всі дані, що містяться у комірках оперативної пам'яті, зберігаються тільки упродовж того часу, поки комп'ютер включений. При виключенні комп'ютера вміст пам'яті зникає. Сучасні комп'ютери мають оперативну пам'ять обсягом від 16 Мб до 1Гб і більше.

Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП, англ. ROM від Read Only Memory — пам'ять тільки для читання) призначається для постійного збереження інформації, яка запи- сується один раз у заводських умовах. Користувач не має доступу до комірок постійної па- м'яті і не може змінити її вміст. Саме у ПЗП містяться перші команди для процесора, за яки- ми той починає роботу.

До складу ПЗП входить комплект програм під назвою BIOS (Basic Input-Output System — базова система введення-виведення), який ще називають напівпостійним за- пам'ятовуючим пристроєм. Вміст пам'яті BIOS підтримується спеціальним акумулято- ром. BIOS містить установки поточної конфігурації комп'ютера: наявність та типи деяких пристроїв, поточний час тощо. Користувач має доступ до BIOS та може змінювати його уста- новки.

Кеш-пам'ять має ті ж самі функції, що й оперативна, та призначається для тимчасового зберігання саме тих програм і даних, які найчастіше використовуються. Час доступу до вмісту кеш-пам'яті у декілька разів менший, ніж до вмісту оперативної пам'яті. Сучасні комп'ютери мають кеш-пам'ять обсягом від 128 Кб до 1Гб і більше.

Зовнішня пам'ять призначена для тривалого зберігання інформації і даних. Інфор- мація в зовнішній пам'яті зберігається при виключеному комп'ютері. Пристрої зовнішньої пам'яті характеризуються такими показниками: обсяг пам'яті, час доступу до інформації, тобто швидкість запису та зчитування даних, надійність збереження інформації.

Пристрої зовнішньої пам'яті називаються накопичувачами. Накопичувачі складаються з двох частин:

• носій — це пристрій, на якому зберігається інформація;

• привод — це пристрій, призначений для зчитування інформації з носія та, інколи,

запису інформації на носій.

Нині існує два основних види накопичувачів: накопичувачі на магнітній стрічці та ди-

скові накопичувачі.

Накопичувачі на магнітній стрічці влаштовані таким чином, що прочитати інфор- мацію з комірки пам'яті стрічки можна тільки після зчитування інформації з попередніх комі- рок. Цей спосіб зчитування інформації називається поступовим доступом. Дискові нако- пичувачі мають довільний доступ, тобто зчитувати з них інформацію можна в будь-якому порядку. Майже всі сучасні накопичувачі є саме дисковими накопичувачами.

У дискових накопичувачах інформація записується на концентричні кільця, які назива- ються доріжками. Радіуси, проведені з центра диска, розділяють доріжки на сектори. Кожна доріжка має свій номер (починаючи з 0), всі сектори, розміщені на різних доріжках між двома су- сідніми радіусами, мають однаковий номер. Всі сектори розраховані на запис однакового обсягу інформації (звичайно 512 байтів). Запис та зчитування інформації на дискових накопичувачах ви- конується посекторно, тобто інформація передається відразу з цілого сектора.

Накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД) або вінчестер, призначе- ний для постійного збереження інформації, яка використовується при роботі з комп'ютером. Носій вінчестера — це кілька твердих круглих пластин, які закріплюються на одному стер-

жні й розташовуються у герметичному корпусі. Корпус вмонтовується в системний блок. Привод вінчестера також розташований в цьому ж корпусі. Найбільш поширена ємність сучасних вінчестерів коливається в межах від 1,2 Гб до 100 Гб. Швидкість запису та зчиту- вання інформації з вінчестера у тисячі разів вища, ніж з гнучких дисків. Час життя вінчес- тера при інтенсивному використанні, як правило, становить 4-5 років.

Накопичувач на гнучких магнітних дисках (НГМД) призначається для перенесення невеликих обсягів інформації між різними комп'ютерами. Привід НГМД називається дисково- дом і вмонтовується в системний блок. Носієм НГМД є гнучкий диск (floppy disk) або скорочено дискета. Звичайно використовуються дискети розміром 3,5 дюйма (3,5"= 89 мм), інформація в них записується на одну пластину з магнітним покриттям. Гнучкі магнітні диски можуть мати позначення DS, DD або HD: DS (від англ. double sided) — двостороння дискета із записом на обох поверхнях, DD — (від англ. double density) — дискета з подвійною щільністю запису; HD — (від англ. high density) — дискета з високою щільністю запису. Стандартна ємність дискет

3,5”—1,44 Мб та 2,88 Мб. Час життя дискети при інтенсивному використанні звичайно не більше

року.

Стример записує інформацію великими блоками, безперервним потоком (звідси і назва: англ. stream — потік). Головною його перевагою є можливість швидкого та надійного зберігання великих обсягів інформації. Касети для стримера випускаються місткістю від 60 Мб до

4 Гб.

Накопичувачі на лазерних (оптичних) дисках (НЛД) призначені для тривалого зберігання інформації середнього обсягу. Носій НЛД (його часто називають компакт-диском) має вигляд платівки діаметром приблизно 12 сантиметрів. Звичайні компакт-диски можуть зберігати до 650 Мб інформації. Швидкість запису та зчитування інформації з компакт-дисків значно вища, ніж з гнучких дисків, але нижча, ніж з вінчестерів. Вважається, що компакт-диски мають високу надійність збереження інформації.

Існують такі різновиди компакт-дисків: CD-ROM, CD-R та CD-RW. Для кожного виду компакт-дисків існує відповідний привод.

CD-ROM (від Compact Disk-Read Only Memory — компакт-диск-пам'ять тільки для читання). Інформація на такі диски записується за допомогою спеціальної заводської апара- тури та не може змінюватись.

CD-R (Compact Disk Recordable — компакт-диск для запису). Інформацію можна запи-

сати лише один раз.

CD-RW (Compact Disk—Rewritable — компакт-диск, який можна перезаписувати). Ін-

формацію можна записати багато разів (до 1000).

Цифрові диски DVD (Digital Versatile Disk — цифровий диск) призначені для збері-

гання великих обсягів інформації (до 17 Гб). DVD по суті є вдосконаленням CD-ROM.

Периферійні пристрої для введення-виведення інформації

Пристрої введення інформації — це пристрої комп'ютера, призначені для передаван-

ня інформації від користувача комп'ютеру.

З часів створення комп'ютерів до 90-х років минулого сторіччя користувач міг вводити в комп'ютер тільки текстову інформацію за допомогою пультів (прообразів сучасних клавіа- тур), перфокарт (аркушів паперу з отворами) та перфострічок. Перфокарти були в той час основним засобом введення програм у комп'ютер, тому що швидкість зчитування інформації з них у сотні разів перевищувала швидкість введення з клавіатури.

У сучасних комп'ютерах користувач має змогу вводити в комп'ютер інформацію будь-

якого виду: текстову, числову, графічну, звукову.

Клавіатура призначена для введення до комп'ютера текстової інформації (літер,

цифр, розділових знаків) та керування його роботою.

Зазвичай клавіатура стаціонарного ПК — це самостійний конструктивний блок. У пе- реносних ПК клавіатура входить до складу корпуса; кількість її клавіш значно менша, ніж у стаціонарного.

Клавіатури мають по 101 — 104 клавіші, які розміщені за стандартом QWERTY (у верхньо- му лівому куті літерної частини клавіатури містяться клавіші “Q”, “W”, “E”, “R”, “T”, “Y”). Розріз- няють їх лише за незначними варіаціями розташування і форми деяких службових клавіш, а також особливостями, зумовленими мовою, що використовується.

За своїм призначенням всі клавіші умовно поділяють на чотири групи:

• алфавітно-цифрові і знакові клавіші;

• функціональні клавіші;

• службові клавіші;

• допоміжна (або мала цифрова) клавіатура.

Ця класифікація умовна, тому що залежно від програми, яка виконується, одна й та сама клавіша може здійснювати і функціональні, і службові обов'язки. Кожний про- грамний продукт, як правило, супроводжується поясненням призначення основних фун- кцій клавіш..

Маніпулятор “миша” — це пристрій, за допомогою якого користувач керує позиці-

єю курсору на екрані монітора та обирає об'єкти для роботи.

Джойстик (від англ. joy — радість, stick — палка) — це пристрій, який використову- ється в комп'ютерних іграх. Джойстик має вигляд рукоятки з кнопками (для “пострілу”, “стрибка” тощо), при обертанні якої курсор переміщується на екрані.

Сканер — це пристрій, для введення в комп’ютер чорно-білого або кольорового пів- тонового зображення, графічної та текстової інформації. За допомогою спеціального програ- много забезпечення можна розпізнавати текст, введений за допомогою сканера, і це дає змогу швидко переносити у комп'ютер надрукований (на принтері, друкарській машинці, а іноді — навіть рукописний) текст.

Пристрої виведення інформації — це пристрої комп'ютера, призначені для переда-

вання інформації від комп'ютера до користувача.

Монітор (дисплей) комп'ютера — це пристрій, призначений для відображення тексто-

вої або графічної інформації.

Розмір екрана вимірюється по діагоналі у дюймах. Використовуються монітори розмі-

ром 14", 15", 17", 19", 20", 21", 24".

Принтери та плоттери — це пристрої для виведення на папір символьної та гра-

фічної інформації.

Серед багатьох моделей принтерів, як правило, використовуються три види — мат-

ричні, струневі та лазерні.

Плоттери (від англ. plot — креслити), або графопобудувачі призначені для дру- кування будь-яких складних графічних зображень великих форматів. Використовуються вони у галузях, де необхідне виготовлення креслень, схем, графіків, карт, діаграм.

Звукова плата — це пристрій комп'ютера, який забезпечує введення та виведення звукової інформації. Звукова плата вмонтовується в системний блок та виконує операції, пов'язані з перетворенням звукової інформації на цифрову та навпаки. До звукової плати для виведення звуку можна підключати колонки або навушники, а для введення — мікро- фон.

режа.

Дата добавления: 2014-01-07