Из чего состоит системный блок и его устройства. Что у компьютера внутри Что есть внутри блока компьютера

Компьютер имеет следующие основные блоки:

• Системный блок.
• Монитор.
• Манипуляторы.

Человек существует в "океане" информации, он постоянно получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, хранит ее в своей памяти, анализирует с помощью мышления и обменивается информацией с другими людьми. Компьютер, так же как и человек, получает информацию, хранит и обрабатывает ее, обменивается ею с другими компьютерами. Компьютер является инструментом, который помогает человеку ориентироваться в этом "океане" информации.

Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали, соединяющей все устройства компьютера.

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры:

1. Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

2. Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Системный блок

В системном блоке находится вся электронная начинка компьютера:

• материнская (или системная) плата , которая содержит основные компоненты компьютера, определяющие его архитектуру, а именно:
  • микропроцессор - для выполнения вычислений и общего управления компьютером;
  • математический сопроцессор - для увеличения скорости вычислений с числами большой точности. Математический сопроцессор ускоряет расчеты, использующие операции над числами с плавающей запятой, примерно в 5-15 раз. В процессорах 486DX и PENTIUM сопроцессор уже внедрен в основной процессор и дополнительной установки не требуется.
  • память - для постоянного и временного хранения информации. Выделяют память следующих типов:
    • оперативная память - ОЗУ, RAM (Random Access Memory) для хранения выполняемых программ, исходных данных для обработки, для записи промежуточных и окончательных результатов. При выключении компьютера, перезагрузке, случайных сбоях по питанию все содержимое оперативной памяти стирается. Следовательно, при наборе каких-либо данных, текстов и т.д. надо периодически записывать промежуточные результаты на жесткий диск. Объем памяти измеряется в мегабайтах(Mb) и гигабайтах(Gb).
    • кэш-память - для ускорения доступа к оперативной памяти применяется "сверхбыстрая" статическая память, которая является буфером между очень быстрым процессором и более медленной оперативной памятью.
    • ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - служит для хранения программ внутреннего тестирования устройств, программы настройки конфигурации (SETUP). Совокупность этих микропрограмм называется BIOS (базовая система ввода-вывода), которая реализована в виде микросхемы на материнской плате.
    • CMOS - часть микросхемы BIOS, которая питается от специального аккумулятора на системной плате. В ней хранятся параметры конфигурации компьютера (ОЗУ, тип винчестера, флоппи-дисководы и т.д.).
  • Chipset - набор сверхбольших микросхем, на которых реализована вся архитектура платы.
  • Слоты (шины) расширения для установки контроллеров и адаптеров
• накопители информации - для ввода/вывода и хранения информации; По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители можно подразделить на:
  • магнитные (жесткий диск, флоппи-дисковод);
  • оптические (CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW - приводы);
  • магнитооптические.
• контроллеры и адаптеры - устройства, предназначенные для передачи информации от материнской платы к периферийному устройству и обратно; Существует большое количество различных контроллеров и адаптеров. Самыми распространенными из них являются:
  • видеокарта;
  • звуковая карта;
  • сетевая карта;
  • модем.
• блок питания - служит для преобразование напряжения сети 220 В (110 В) в напряжения питания конструктивных элементов компьютера: +12В, +5В и +3,3В.

Основным аппаратным компонентом компьютера является системная плата. На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора и оперативной памяти, а также слоты для установки контроллеров внешних устройств.

Характеристиками системной платы являются:

• размер платы (Форм фактор);
• тип поддерживаемых процессоров и соответствующий тип разъема под процессор;
• Chipset - набор сверхбольших микросхем, на которых реализована вся архитектура платы;
• тип и число слотов шины расширения (3xISA, 4xPCI, AGP);
• Тип и объем поддерживаемой динамической памяти и наличие соответствующих разъемов под модули памяти;
• Объем и тип кэш-памяти.

Последние несколько лет одной из наиболее "горячих" тем была тема интеграции МП - нужно ли встраивать видео, звук, и другие возможности в МП. Большинство опытных пользователей решительно выступают против интеграции МП, так как это ограничивает возможность их выбора и считают, что интеграция должна осуществляться на МП, которые поставляются на "массовый рынок". С другой стороны, производители находят интеграцию МП довольно привлекательной, так как это позволяет им представлять пользователю более функциональный продукт и в то же время снизить цену на товар в связи с уменьшением нескольких расширительных гнезд и меньших PCB. Несмотря ни на что, главная задача производителей - предоставить пользователю как можно больше возможностей и функциональности вместе со своим товаром. В конце концов, мы, скорее всего, станем свидетелем того, что будут изобретены специальные гнезда, куда будут вставляться графические чипы и тем самым видео возможности того или иного продукта будут улучшены, примерно то же самое мы проделываем сегодня с процессором. Графическая память будет встроена в графический чип в МП или будет находиться и там и там. Так же будут включены модемы, звуковые и LAN контроллеры. Это позволит производителям устранить ISA слот, а так же большинство PCI слотов. USB и IEEE1394 приборы потихоньку заменят сравнительно медленные серийные, параллельные, IDE и SCSI приборы, которые сейчас наиболее распространены.

Процессор

Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). Большая интегральная схема на самом деле не является "большой" по размеру и представляет собой, наоборот, маленькую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 20x20 мм, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов).

Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество (42 миллиона в процессоре Pentium 4) функциональных элементов (переключателей), размеры которых составляют всего около 0,18 микрон (1 микрон = 10 -6 метра).

Эти элементы образуют сложную структуру, что позволяет процессору производить обработку информации (например, складывать числа) с очень высокой скоростью. Современные процессоры обладают большим быстродействием, например, процессор Pentium 4 может выполнять обработку информации с частотой в 1,5 ГГц (выполнять 1,5 миллиарда операций в секунду).

Центральный процессор в общем случае содержит в себе:

• арифметико-логическое устройство ;
• шины данных и шины адресов ;
• регистры ;
• счетчики команд ;
• кэш - очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
• математический сопроцессор чисел с плавающей точкой

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными . В характеристиках компьютера процессор ставят на первое место, так как он в наибольшей степени определяет производительность компьютера. Поэтому при покупке вначале выбирают именно его, а потом подбирают остальные устройства: чипсет, оперативную память, системную плату и т.д.

Одной из главных характеристик процессора является тактовая частота . Микропроцессор выполняет определенные операции (запись, чтение, обработку данных) в точно отведенные единицы времени (такты), что необходимо для синхронизации процесса. Обработка информации тем быстрее, чем выше тактовая частота. Измеряется она в МГц (MHz, мегагерцах) и ГГц (GHz, гигагерцах). Различают частоту ядра процессора (внутреннюю) и частоту системной шины (внешнюю).

Внешняя тактовая частота (частота шины процессора) формируется генератором импульсов на системной плате и определяет производительность ядра CPU. По шине процессора производится обмен данными между ЦП, памятью и другими устройствами.

Внутренняя тактовая частота определяет в значительной мере скорость работы процессора. Она указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду. Данная частота указывается в прайс-листах фирм, продающих процессоры. Эта величина является произведением частоты системной шины, подаваемой от кварцевого резонатора на внутренний коэффициент умножения. Этот коэффициент определяется подачей напряжения на определенные контакты CPU. Например, 266*5=1330 Мгц.

Память

Название "оперативная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (random access memory, то есть память с произвольным доступом). Поскольку элементарной единицей информации является бит, то оперативную память можно рассматривать как некий набор элементарных ячеек, каждая из которых способна хранить один информационный бит.

Оперативная память, предназначенная для хранения информации, изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются БИС памяти. Модули памяти могут различаться между собой по размеру и количеству контактов (SIMM или DIMM и DDR RA). Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, т.е. частота, с которой происходят операции записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают частоту 133 МГц и выше.

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. Проще говоря, при записи логической единицы в ячейку памяти конденсатор заряжается, а при записи нуля - разряжается. При считывании данных конденсатор разряжается через схему считывания, и если заряд конденсатора не был нулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.

Кроме того, поскольку при считывании конденсатор разряжается, то его необходимо зарядить до прежнего значения. Поэтому процесс считывания сочетается с подзарядкой конденсаторов (регенерацией заряда). Если в течение длительного времени обращения к ячейке не происходит, то за счет токов утечки со временем конденсатор разряжается и информация теряется. Вследствие этого память на основе массива конденсаторов требует постоянного периодического подзаряда конденсаторов (поэтому ее и называют динамической).

Для компенсации утечки заряда применяется регенерация, основанная на периодическом циклическом обращении к ячейкам памяти, поскольку каждое такое обращение восстанавливает прежний заряд конденсатора. Регенерация в микросхеме происходит одновременно по всей строке матрицы при обращении к любой из ее ячеек, то есть достаточно циклически перебрать все строки.

Каждый элемент памяти определяется своим адресом . Элементы памяти объединяются в корпусе микросхемы , а последние, в свою очередь, размещаются на специальных небольших печатных платах (модулях). Эти платы вставляются в специально предназначенные для них слоты на материнской плате так называемые банки (Banks). Под банком понимают один или несколько разъемов, объединенных в логическую единицу.

Основными характеристиками оперативной памяти являются:

• пропускная способность;
• вид структуры(технология реализации) памяти;
• разновидность модуля(форм-фактор, конструктив) памяти.
• объем(размер) ОЗУ модуля памяти;

Главной характеристикой памяти является ее пропускная способность , то есть максимальное количество данных, которое можно считать из памяти или записать в память в единицу времени. Именно эта характеристика прямо или косвенно отражается в названии типа памяти.

Оперативная память компьютера состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых может храниться определенный объем информации. В современных персональных компьютерах количество ячеек памяти достигает десятков миллионов.

Важнейшей характеристикой компьютера в целом является его производительность, т.е. возможность компьютера быстро обрабатывать большие объемы информации. Производительность компьютера во многом определяется быстродействием процессора, а также объемом оперативной памяти и скоростью доступа к ней. M), по быстродействию, по информационной емкости и т.д.

Кеш(cashe)-память

Для ускорения доступа к оперативной памяти в современных быстродействующих компьютерах применяется специальная "сверхбыстрая" ("сверхоперативная") память, которая называется кэш-памятью и является как бы буфером между очень быстрым процессором и достаточно медленной оперативной памятью. Ее начали использовать начиная с 486 компьютеров и сейчас используют во всех современных моделях ПК.

Кэш-памятью управляет специальное устройство - контроллер , который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня (внутренняя кеш-память), которая обозначается L1(Level 1) и имеет размер порядка 64-128 Кбайт. Ее назначение - согласование скорости работы процессора и внешней кэш-памяти.

Кроме того, существует кэш второго уровня(внешняя кеш-память), которая обозначается L2(Level 2) и имеет ёмкость от 128 Кбайт до 256 Кбайт и выше. Главная задача внешней кэш-памяти - организовать обмен данными между процессором и памятью с наименьшим количеством тактов ожидания. В настоящее время существует три схемы размещения кэш L2:

• Кэш L2 вынесен на системную плату и подключен к шине памяти так же как и основная память. Это самый медленный вариант - кэш работает на внешней частоте ЦП.
• Кэш L2 подключен к отдельной шине, называемой шиной кэша (Back Side Bus - BSB). Выигрыш по сравнению с предыдущим вариантом более чем в 2 раза, т.к шина кэша более скоростная, чем шина памяти. Шины кэша и памяти действуют независимо друг от друга. Такое решение впервые применено корпорацией Intel в ЦП Pentium II и названо ею Dual Independent Bus (DIB) - двойная независимая шина. Данное решение реализуется небольшой процессорной платой, на которой размещаются ЦП, кэш L2 и BSB. Плата вставляется в слот системной платы аналогично картам устройств. Такое решение используется в ЦП Intel Pentium II/III.
• Кэш L2 встроен в ЦП и работает на полной внутренней частоте ЦП (шина BSB встроена в ЦП и близость L2 и ЦП дает возможность поднять частоту кэша до внутренней частоты ЦП). Впервые это решение было реализовано Intel в ЦП Celeron.

Постоянная память

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory- память только для чтения) - энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в микросхеме BIOS при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

BIOS (Basic Input/Output System) - это базовая система ввода-вывода. BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования.

В состав этой системы входят различные программы ввода-вывода, которые обеспечивают взаимодействие между операционной системой, прикладными программами с одной стороны и устройствами, входящими в состав компьютера (внутренними и внешними) с другой.

Первоначально BIOS предназначалась для осуществления тестирования компьютера при включении - так называемых POST(Power On Self Test) или BIST(Built In Self Test)-процедур, и обеспечивания последующей загрузки ОС. Это справедливо для ПК семейств i8086, i8088 и для значительной части семейства 80286.

В настоящее время BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через программные или аппаратные прерывания. При включении питания компьютера BIOS тестирует (POST - Power-On-Self-Test) компоненты системы - процессор, память, приводы дисков (как жестких, так и флоппи-дисководов), клавиатуру т.д.

BIOS реализован в виде микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Заметим, что название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, ибо "ROM" предполагает использование постоянных запоминающих устройств (Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяют в основном перепрограммируемые запоминающие устройства. Наиболее перспективной для хранения системы BIOS является флэш-память (сменные карты памяти). Она позволяет модифицировать функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

Носители, использующие флэш-память, составляют самый многочисленный класс портативных носителей цифровой информации и применяются в подавляющем большинстве современных цифровых устройств. Различные типы карт флэш-памяти все чаще используются в цифровых камерах, карманных компьютерах, аудиоплеерах, мобильных телефонах и других портативных электронных системах.

Использование чипов флэш-памяти позволяет создавать миниатюрные и очень легкие энергонезависимые сменные карты памяти, обладающие к тому же низким энергопотреблением. Важным достоинством карт на основе флэш-памяти является также их высочайшая надежность, обусловленная отсутствием движущихся частей, что особенно критично в случае внешних механических воздействий: ударов, вибраций и т.п.

Основные недостатки таких носителей - довольно большая цена самих карт флэш-памяти и высокая удельная стоимость хранимых на них данных, хотя в настоящее время наблюдается тенденция к значительному снижению цен на сменные карты флэш-памяти.

Самыми распространенными типами флэш-карт сегодня являются CompactFlash (CF), SmartMedia (SM), Securе Digital (SD), MultiMediaCard (MMC) и Memory Stick (MS), которые отличаются друг от друга интерфейсами, габаритами, скоростью чтения/записи и максимально возможной емкостью.

На физическом уровне у флэш-памяти различных стандартов много общего, и в первую очередь это архитектура массива памяти и устройство самой ячейки памяти. Принципиальное отличие флэш-памяти от RAM-памяти заключается в том, что это энергонезависимая память, способная в течение неограниченного времени сохранять информацию при отсутствии внешнего питания.

В принципе, существует несколько типов энергонезависимой памяти, и в этом смысле флэш-память - лишь одна из ее разновидностей. Система BIOS неразрывно связана с СMOS RAM (CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor).

CMOS(полупостоянная память) - небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера, который регулируется с помощью утилиты CMOS Setup Utility. Обладает низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении электропитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор.

Видеопамять

Видеопамять - разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам - процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Скорость, с которой информация поступает на экран, и количество информации, которое выходит из видеоадаптера и передается на экран - все зависит от трех факторов:

• разрешения вашего монитора;
• количества цветов, из которых можно выбирать при создании изображения;
• частота, с которой происходит обновление экрана;

Разрешение определяется количеством пикселов на линии и количеством самих линий. Поэтому на дисплее с разрешением 1024х768, типичном для систем, использующих ОС Windows, изображение формируется каждый раз при обновлении экрана из 786,432 пикселов информации.

Обычно частота обновления экрана измеряется в герцах (Hz), или циклах в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты обновления экрана должно быть не менее 75 Hz.

Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета - это десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8 бит на пиксел эквивалентно 2 8 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто называемый просто high-color, отображает более 65,000 цветов, а 24-битный цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16.7 миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном представлении каждый из 16.7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные 256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях.

Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и хорошо покрывало этот размер экрана. Как только размер среднего монитора увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600 пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI) становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих мониторах.

Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи используют разрешение 1280х1024 пикселов на 17 дюймовых мониторах.

Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024x768 требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого объема памяти необходимо в действительности, графическая подсистема обычно хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера до 4 мегабайт. Дополнительная память сверх необходимой для создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения текстур.

Накопители на дисках

Жёсткий диск - винчестер

Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью. За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет.

Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки - на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных . При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух.

Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

Каждая такая головка состоит из двух элементов: записывающей головки и магниторезистивной считывающей головки. Записывающая головка это миниатюрный электромагнит, состоящий из сердечника и катушки индуктивности. В разрезе между полюсами сердечника создается магнитное поле нужной направленности, которое и намагничивает рабочую поверхность диска, создавая магнитный домен с заданным направлением намагниченности.

Головка чтения представляет собой магниторезистивный (MR) элемент, который меняет свое сопротивление в присутствии магнитного поля. В целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Накопители на флоппи-дисках

Накопители на флоппи-дисках работают с гибкими магнитными дисками (НГМД) или просто дискетами.

Гибкий диск, дискета (англ. floppy disk) - устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой.

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам) , которые делятся на секторы . Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

На дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации. В настоящее время используются дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44/2,88 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18. Ранее также использовались дискеты диаметром 5,25 дюймов, емкость которых была 360 Кбайт или 1,2 Мбайта.

Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 мин -1 . В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

На сегодняшний день, несмотря на повсеместное распространение 3,5 дюймовых дискет, они постепенно устаревают и в некоторых современных моделях ПК накопители на флоппи-дисках уже не используются.

Накопители на оптических дисках

Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. По внешнему виду как сами дисководы, так и диски для CD-ROM и DVD-ROM практически не различаются.

Принцип действия накопителя на оптическом диске таков: Точно сфокусированный лазерный луч отражается от поверхности пластмассового диска. Информация записывается в виде углублений на спиральной дорожке. Отраженный модулированный свет попадает в фотоприемник и затем преобразуется в стандартный сигнал. На диске данные записываются на очень узкую (в 100 раз тоньше человеческого волоса) спиральную дорожку, полная длина которой составляет 5 км. Любой диск имеет прозрачную поликарбонатную подложку, которая придает ему жесткость, отражающий металлический слой и защитный слой акрилового пластика (на нем печатается этикетка). Технология лазерных дисков развивается в нескольких направлениях. Это CD и DVD-носители.

Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения О или 1. В целях сохранности информации лазерные диски необходимо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.

Контроллеры

Контроллер(адаптер) - устройство, которое связывает внутренние и внешние устройства компьютера с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования. Контроллеры существуют для всех устройств, не расположенных на материнской плате. Рассмотрим самые важные и часто используемые контроллеры:

Видеокарта(видеоадаптер, видеоконтроллер) - это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея: посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения.

Видеоконтpоллеp отвечает за вывод изобpажения из видеопамяти, pегенеpацию ее содеpжимого, фоpмиpование сигналов pазвеpтки для монитоpа и обpаботку запpосов центpального пpоцессоpа. Для исключения конфликтов пpи обpащении к памяти со стоpоны видеоконтpоллеpа и центpального пpоцессоpа пеpвый имеет отдельный буфеp, котоpый в свободное от обpащений ЦП вpемя заполняется данными из видеопамяти. Если конфликта избежать не удается - видеоконтpоллеpу пpиходится задеpживать обpащение ЦП к видеопамяти, что снижает пpоизводительность системы; для исключения подобных конфликтов в pяде каpт пpименяется так называемая двухпоpтовая память, допускающая одновpеменные обpащения со стоpоны двух устpойств.

Многие совpеменные видеоконтpоллеpы является потоковыми - их pабота основана на создании и смешивании воедино нескольких потоков гpафической инфоpмации. Обычно это основное изобpажение, на котоpое накладывается изобpажение аппаpатного куpсоpа мыши и отдельное изобpажение в пpямоугольном окне. Видеоконтpоллеp с потоковой обpаботкой, а также с аппаpатной поддеpжкой некотоpых типовых функций называется акселеpатоpом или ускоpителем, и служит для pазгpузки ЦП от pутинных опеpаций по фоpмиpованию изобpажения. Видеокарта состоит из тpех основных устpойств: памяти, ЦАП и ПЗУ.

Видеопамять служит для хpанения изобpажения. От ее объема зависит максимально возможное полное pазpешение видеокаpты - A x B x C, где A - количество точек по гоpизонтали, B - по веpтикали, и C - количество возможных цветов каждой точки. Hапpимеp, для pазpешения 640x480x16 достаточно 256 кб, для 800x600x256 - 512 кб, для 1024x768x65536 (дpугое обозначение - 1024x768x64k) - 2 Мб, и т.д. Поскольку для хpанения цветов отводится целое число pазpядов, количество цветов всегда является степенью двойки (16 цветов - 4 pазpяда, 256- 8 pазpядов, 64k - 16, и т.д.).

ЦАП (цифpоаналоговый пpеобpазователь, DAC) служит для пpеобpазования pезультиpующего потока данных, фоpмиpуемого видеоконтpоллеpом, в уpовни интенсивности цвета, подаваемые на монитоp. Многие совpеменные монитоpы используют аналоговый видеосигнал, поэтому возможный диапазон цветности изобpажения опpеделяется только паpаметpами ЦАП. Большинство ЦАП имеют pазpядность 8x3 - тpи канала основных цветов (кpасный, синий, зеленый, RGB) по 256 уpовней яpкости на каждый цвет, что в сумме дает 16.7 млн. цветов. Обычно ЦАП совмещен на одном кpисталле с видеоконтpоллеpом.

Видео-ПЗУ - постоянное запоминающее устpойство, в котоpое записаны видео-BIOS, экpанные шpифты, служебные таблицы и т.п. ПЗУ не используется видеоконтpоллеpом напpямую - к нему обpащается только центpальный пpоцессоp, и в pезультате выполнения им пpогpамм из ПЗУ пpоисходят обpащения к видеоконтpоллеpу и видеопамяти. ПЗУ необходимо только для пеpвоначального запуска адаптеpа и pаботы в pежиме MS DOS; опеpационные системы с гpафическим интеpфейсом не используют ПЗУ для упpавления адаптеpом.

Аудиокарта

Аудиоадаптер (Аудиокарта или звуковая плата) - это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.

Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:

• аналого-цифровой , который преобразует непрерывные (то есть, аналоговые) звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;
• цифро-аналоговый , выполняющий обратное преобразование сохранённого в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.

В аудиоадаптере можно выделить четыpе более-менее независимых блока:

1. Блок цифpовой записи/воспpоизведения, называемый также цифpовым каналом, или тpактом, каpты. Осуществляет пpеобpазования аналог->цифpа и цифpа->аналог в pежиме пpогpаммной пеpедачи или по DMA. Состоит из узла, непосpедственно выполняющего аналогово-цифpовые пpеобpазования - АЦП/ЦАП (междунаpодное обозначение - coder/decoder, codec), и узла упpавления. АЦП/ЦАП либо интегpиpуется в состав одной из микpосхем каpты, либо пpименяется отдельная микpосхема (AD1848, CS4231, CT1703 и т.п.). От качества пpименяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифpовки и воспpоизведения звука; не меньше зависит она и от входных и выходных усилителей.

2. Блок синтезатоpа . Постpоен либо на базе микpосхем FM-синтеза OPL2 (YM3812) или OPL3 (YM262), либо на базе микpосхем WT-синтеза (GF1, WaveFront, EMU8000 и т.п.), либо того и дpугого вместе. Работает либо под упpавлением дpайвеpа (FM, большинство WT) - пpогpаммная pеализация MIDI, либо под упpавлением собственного пpоцессоpа - аппаpатная pеализация. Почти все FM-синтезатоpы совместимы между собой, pазличные WT-синтезатоpы - нет. Большинство WT-синтезатоpов содеpжит встpоенное ПЗУ со стандаpтным набоpом инстpументов General MIDI (128 мелодических и 37 удаpных инстpументов), а также ОЗУ для загpузки дополнительных оцифpованных звуков, котоpые будут использоваться пpи исполнении музыки.

3. Блок MPU . Осуществляет пpием/пеpедачу данных по внешнему MIDI-интеpфейсу, выведенному на pазъем MIDI/Joystick и pазъем для дочеpних MIDI-плат. Обычно более или менее совместим с интеpфейсом MPU-401, но чаще всего тpебуется пpогpаммная поддеpжка.

4. Блок микшеpа . Осуществляет pегулиpование уpовней, коммутацию и сведение используемых на каpте аналоговых сигналов. В состав микшеpа входят пpедваpительные, пpомежуточные и выходные усилители звуковых сигналов.

Сетевая карта (сетевой адаптер) - это плата расширения, вставляемая в разъем материнской платы компьютера, которая служит для подключения компьютера к сети. Сетевые платы характеризуются своей:

• Разрядностью : 8 бит (самые старые), 16 бит и 32 бита.
• Шиной данных , по которой идет обмен информацией между материнской платой и сетевой картой: ISA, PCI, USB, PCMCIA и др.
• Микросхемой контроллера или чипом , на котором данная плата изготовлена, и который определяет тип используемого совместимого драйвера, разрядность, тип шины и т.д. Примеры современных чипов - Realtek, D-Link, Compex.
• Поддерживаемой сетевой средой передачи данных(network media) , т.е. установленными на карте разъемами для подключения к определенному сетевому кабелю. BNC для сетей на коаксиальном кабеле, RJ45 для сетей на витой паре или разъемы для подключения к волоконной оптике.
• Скоростью работы (пропускной способностью) . Различают Ethernet 10 Mbit/c, Fast Ethernet 100 Mbit/c, Gigabit Ethernet 1000 Mbit/c.
• MAC- адресом . Используется для определения точки назначения пакетов (frames) в сети Ethernet. Это уникальный серийный номер присваиваемый каждому сетевому устройству Ethernet для идентификации его в сети. MAC-адрес присваивается адаптеру его производителем, но может быть изменен с помощью программы.

Модем

Модем (образовано от слов МОДулятор/ДЕМодулятор) - это устройство приема и передачи информации по телефонным линиям связи.

Принцип действия: Как нам известно, данные в компьютере хранятся в цифровом виде. А телефонные линии, по которым происходит обмен данными в большинстве своем являются аналоговыми. Таким образом, чтобы преобразовать цифровые данные в аналоговые модем использует специальные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи(модуляторы/демодуляторы). Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексным (half duplex). Оба компьютера могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексом, или просто дуплексом (full duplex).

Аналоговые сигналы подвергаются модуляции, т.е. изменению свойственных им характеристикам (частоте, фазе, амплитуде). Такой модулируемый сигнал называется несущей(carrier). Скорость модуляции измеряется в единицах бод в секунду, а количество переданной информации (скорость соединения) - в битах в секунду(BPS - Bits Per Second). По современным стандартам за одну модуляцию передаются до 4 бит информации, а у цифровых каналов связи число бод равно числу бит в секунду. Единицу же информации, переданную за одну модуляцию, называют символом(character). Для увеличения количества передаваемой информации используется фазовая и амплитудная модуляции. Отсюда появилась еще одна единица измерения информации - количество переданных символов в секунду(CPS), т.е. количество переданной полезной информации.

Все современные модемы строятся по одной функционально похожей схеме. Они состоят из основного процессора, оперативного запоминающего устройства, постоянного запоминающего устройства, модулятора/ демодулятора, схемы согласования с телефонной линией и встроенного динамика.

Основной процессор отвечает за выполнение команд, буферизацию и обработку данных(кодирование/декодирование, сжатие/распаковку и т.д.), а также за управление сигнальным процессором. Цифровой сигнальный процессор(DSP - Digital Signal Processor) вместе с модулятором/демодулятором занимается операциями с сигналом, разделением частот и т.п. В ПЗУ хранятся наборы микрокоманд для основного и сигнального процессоров(firmware).

В современных модемах используется многократно программируемое ПЗУ, что позволяет оперативно менять прошивки при появлении новых возможностей. ОЗУ используется в качестве временной памяти при работе основного и сигнального процессоров. В схемах согласования с линией применяются трансформатор, специальное устройство для опознавания сигнала звонка, реле линии и номеронабирающего реле(в последнее время реле заменяют бесшумные электронные ключи). Для защиты модема от перенапряжений линий каждый модем оборудован входным устройством аттенюатора. Встроенный динамик служит для аудиоконтроля состояния при наборе номера и соединении.

Существуют внешние и внутренние модемы. Внутренний модем(софт-модем) - это плата, вставляемая внутрь системного блока и располагающаяся в слотах ISA, PCI, AMR, CNR. Внутренний модем питается от системной платы компьютера и использует ресурсы компьютера(процессор, память и т.д.), поэтому он стоит дешевле внешнего модема. Внутренние модемы делятся на WinModem, где функции контроллера выполняются специальным драйвером и SoftModem, в котором помимо контроллера отсутствует и цифровой сигнальный процессор.

Внешний модем - периферийное устройство, которое подключается к COM или USB-порту. Такие модемы имеют собственный источник питания, а также различные регуляторы и индикаторы. Подавляющее большинство внешних модемов подключается к компьютеру через последовательный интерфейс, называемый RS-232C или USB. Для этого нужно подсоединить кабель к последовательному порту (COM-порт) компьютера.

Кроме обычных модемов сейчас достаточно распространены и факс-модемы , которые помимо основных функций выполняют также прием и отправку факсов, т.е. передачу или прием графических и текстовых черно-белых изображений по телефонным линиям.

Блок питания

Блок питания 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 400 Вт.

Задача блока питания - это преобразование напряжения сети 220 Вт (110 Вт) в напряжения питания конструктивных элементов компьютера: +12 В при токе 3,5 –10 А для питания двигателей устройств (флоппи-дисковода, винчестера, CD-ROM и др.) и +5 В при токе от 10А до 20А для питания всех электронных цепей компьютера. Блок питания стандарта АТХ значительно отличается от обычных АТ блоков по электрическому интерфейсу. Блок АТХ выдает дополнительно +3,3В для питания процессоров и модулей ОЗУ. Также имеется дополнительный "дежурный" маломощный источник с током нагрузки до 10 мА с напряжением +5В.

Блок питания содержит вентилятор , создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. В свете растущих высокими темпами мощностей ПК практически каждая плата или микросхема стали иметь вентиляторы и радиаторы. Для процессора же вентилятор и радиатор (cooler) давно стали стандартом. Электропитание из единого блока питания подводится ко всем схемам и устройствам системного блока.

Порт - это разъём, через который можно соединить системную плату компьютера с внешним устройством. Порты для подключения внешних устройств. Для подключения периферийного оборудования, а также связи с другими компьютерами на системном блоке имеются разъемы различных портов.

Последовательные порты передают электрические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются последовательные порты как СОМ1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока. К последовательным портам обычно подключаются мышь и модем.

Параллельный порт передает одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LPT, а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней стенке системного блока. Параллельный порт реализует более высокую скорость передачи информации, чем параллельные порты, и используется для подключения принтера.

Порт USB . В последние годы широкое распространение получил порт USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), который обеспечивает высокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких периферийных устройств (сканеры, цифровые камеры и др.).

SCSI адаптеры . Для подключения к компьютеру дополнительных устройств могут использоваться также Small Computer System Interface (интерфейс малых вычислительных систем). SCSI адаптеры устанавливаются в слоты расширения системной платы и обеспечивают высокоскоростное подключение до 7 различных устройств (винчестеров, сканеров, CD-ROM дисководов и др.). Для подключения джойстиков, предназначенных для управления играми, используется специальный Game-порт (игровой порт), который обычно размещается на звуковой плате.

Монитор

Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, которая устанавливается в слот расширения системной платы в системном блоке.

Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте. Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти компьютера и отображения его на экран.

Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера (человек не замечает мерцание изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.

В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) . Качество изображения, получаемого на экране монитора, зависит от параметров электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и управляющих ею электронных схем. К основным параметрам относятся: размеры экрана и "зерна" и связанное с ними оптическое разрешение, определяющее количество отображаемой информации и возможную степень ее детализации; скорость обновления изображения (частота кадровой развертки), определяющая степень подавления мерцания. На восприятие изображения оказывает существенное влияние и то, насколько экран черный (от этого зависит контрастность) и плоский (выше естественность, шире угол обзора, меньше бликов).

Изображение на экране монитора на ЭЛТ создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот луч (пучок электронов) разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов). Система управления пучком заставляет его пробегать построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно, яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, т.к. люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра.

Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном создаётся высокое электрическое напряжение, ускоряющее электроны . Перед экраном на пути электронов ставится маска - тонкая металлическая пластина с большим количеством отверстий, расположенных напротив точек люминофора. Маска обеспечивает попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета. Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 14, 15, 17 и более дюймов.

Однако монитор является также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного излучения и радиации, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Необходимой характеристикой мониторов является их соответствие санитарно-гигиеническим требованиям, которые зафиксированы в международном стандарте безопасности (MPR II). При установке компьютера полезно помнить, что электромагнитное и другие излучения наиболее интенсивны в области задней части корпуса монитора.

В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали использоваться и в настольных компьютерах. Преимущество ЖК мониторов состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений и в компактности.

Жидкие кристаллы - это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введённые в жидкокристаллический раствор вещества, способные излучать свет под воздействием электрического поля, можно создать высококачественные изображения, передающие более 15 миллионов цветовых оттенков.

В LCD-мониторах изображение формируется с помощью матрицы пикселов, состоящих из жидких кристаллов. Отсюда и происходит аббревиатура LCD (Liquid Crystal Display), которая расшифровывается как жидкокристаллический дисплей. Применение жидких кристаллов в качестве основного элемента изображения не случайно: они способны изменять направление поляризации проходящего через них света. И если к кристаллу приложить внешнее напряжение, то направление поляризации изменится. Это позволяет управлять интенсивностью прошедшего света. С обеих сторон от кристалла устанавливаются поляризаторы, причем так, чтобы их оси были расположены под прямым углом друг к другу. Пучок света, пройдя через первый из них, станет линейно поляризованным.

Затем в жидкокристаллической ячейке плоскость поляризации света повернется на определенный угол, величина которого будет зависеть от приложенного напряжения. Наконец, роль второго поляризатора заключается в регулировке количества пропускаемого из лучения, если угол между направлением его оси и плоскостью поляризации света постепенно изменять от О до 90 ° , то поглощение излучения будет увеличиваться. Таким образом можно управлять интенсивностью света (яркостью пикселов). Как известно, для формирования цветного изображения необходимо наличие пикселов трех цветов: красного, зеленого и синего. Поскольку жидкие кристаллы абсолютно прозрачны, то они не могут влиять на цветовые характеристики излучения. Для этой цели применяются фильтры, выделяющие из "белого" излучения ламп подсветки необходимые спектральные компоненты.

Служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Курсор - светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак. Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора.

Наиболее распространена сегодня 101-клавишная клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается "кверти"), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры:

Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш , расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1 , а для выхода из программы - клавиша F10 .

Управляющие клавиши имеют следующее назначение:

• Enter - клавиша ввода;
• Esc (Escape - выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;
• Ctrl и Alt - эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;
• Shift (регистр) - обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);
• Insert (вставлять) - переключает режимы вставки (новые cимволы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);
• Delete (удалять) - удаляет символ с позиции курсора;
• Back Space удаляет символ перед курсором;
• Home и End - обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки, соответственно;
• Page Up и Page Down - обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед, соответственно;
• Tab - клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;
• Caps Lock - фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;
• Print Screen - обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.
• Scroll Lock - включает режим скролирования(прокрутки) документов.
• Pause Break - включает режим паузы при выполнении какого-то процесса.
• WIN - предназначена для открытия и закрытия Главного меню Windows. Используется также в комбинации с другими клавишами.
• Menu - вывод на экран контекстного меню Windows.
• Длинная нижняя клавиша без названия - предназначена для ввода пробелов.
• Клавиши - "стрелки" служат для перемещения курсора вверх, вниз, влево и право на одну позицию или строку.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах - ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock . Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер , который выполняет следующие функции:

• последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;
• управляет световыми индикаторами клавиатуры;
• проводит внутреннюю диагностику неисправностей;
• осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Клавиатура имеет встроенный буфер - промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом - это означает, что символ не введён (отвергнут).

Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры , который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.

Большое распространение сейчас также получили беспроводные клавиатуры. Как следует из названия, беспроводные клавиатуры передают в компьютер информацию не по кабелю, а по радиоволнам или с помощью инфракрасного излучения. Помимо очевидных преимуществ беспроводные клавиатуры обладают и недостатками, к которым относится например, необходимость использования автономного источника питания.

Манипуляторы

Манипуляторы - это специальные устройства, которые используются для удобного управления курсором. К манипуляторам относятся следующие устройства:

1. имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок - адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три, причем часто роль третьей кнопки исполняет колесо прокрутки или скроллинга), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п.

Классификации мышей:

• По способу подключения
  • Кабельное подключение
    • COM-порт. Устаревшее медленное соединение, без горячего подключения, с обязательной ручной установкой драйверов
    • PS/2-порт. Основной способ подключения мышей. Горячего подключения нет, драверы ставить надо, зато при помощи PS/2 Rate можно изменять частоту опроса мыши.
    • USB-порт. Самый быстрый порт. С горячим подключением, автоматической установкой, стандартно большая частота опроса порта. Но часто таковые возможности для работы мыши не требуются.
  • Беспроводное подключение
    • Радио-связь. Весьма надежный вид общения, не требует визуального контакта, слабо чувствителен к помехам.
    • Инфракрасный порт. Работает только при условии прямой видимости на расстоянии не более 2 метров, чувствителен к помехам в виде света.
• По способу действия
  • Механические. У них снизу имеется шарик, при движении он вращает ролики, на них стоят зубчатые колесики, положение последних определяют опто-пары. Плюсы: относительная простота и дешевизна. Минусы: чувствительность к грязи, неизбежные для любого механического устройства люфт и износ.
  • Оптические . Более развитые. Имеют снизу микрокамеру, она снимает положение мышки (порядка 1000 раз в секунду), ее данные анализируются процессором (не ЦП, а встроенным в мышь). Плюсы: нечувствительность к грязи, работоспособность практически на любой поверхности (кроме зеркальной и отражающей), отсутствие любой механики. Минусы: сложность в изготовлении, неиследованная пока жизнеспособность в экстремальных ситуациях, более дорогие.

2. - 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. Чаще всего его используют как замену мыши, особенно для работы с графикой.

В оптико-механических манипуляторах основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола - вращается непосредственно рукой.

Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой точностью считывается инфракрасными оптопарами (т.е. парами "светоизлучатель-фотоприемник") и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране монитора. Главным "врагом" мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним использование специального "мышиного" коврика.

Манипуляторы имеют одну, две или три кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ. В настоящее время появились мыши с дополнительной кнопкой, которая располагается между двумя большими основными кнопками. Она предназначена для прокрутки вверх или вниз не умещающихся целиком на экране изображения, текста или Web-страницы. Манипуляторы могут подключаться к компьютеру тремя различными способами: с использованием последовательного порта СОМ, специального маленького круглого пятиконтактного разъема PS/2 и универсального USB-порта.

3. . Еще одним координатным устройством ввода является TouchPad (тачпад). На русский язык это название можно перевести как "сенсорная панель". Тачпад представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к нажатию пальцев.

Тачпад играет такую же роль, что и мышь, но является более компактным, не требующим пространственного перемещения устройством ввода и идеально подходит для портативных компьютеров. Иногда тачпад встраивают непосредственно в клавиатуру для настольного компьютера. Прикоснувшись пальцем к поверхности тачпада и перемещая его, пользователь может маневрировать курсором так же, как и при использовании мыши. Нажатие на поверхность тачпада эквивалентно нажатию на кнопку мыши.

4. - 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.

Джойстики делятся на два основных класса - с пропорциональным управлением или без него.

Простейшие джойстики (без рукоятки или с ней) по принципу действия полностью аналогичны клавишам. У них механические внутренние контакты, работающие на замыкание-размыкание. Играть на них по сравнению с простой клавиатурой гораздо хуже, т.к. на перемещение рукоятки требуется больше времени, чем на нажатие кнопки. Но это утверждение верно только для относительно опытного игрока, привыкшего к игре на клавишах. Для новичка же даже такой джойстик будет предпочтительней, т.к. позволяет сразу, без долгого привыкания, более-менее сносно играть.

Джойстики с пропорциональным управлением представляют собой аналоговые устройства, основанные на изменении сопротивления по мере изменения физических координат. По конструктивному исполнению современные джойстики делятся на пять основных категорий:

• кнопочные (joypads) похожи на управляющие панели. На панели управления минимум две кнопки, и игроки-левши могут переворачивать ее для более естественного использования. Эти удобные, компактные и обычно дешевые джойстики - идеальное средство для игр в реальном времени с нападением и защитой;
• настольные (desktop);
• джойстики в виде самолетных ручек управления (pistol-grip flightsticks) выглядят как рычаги настоящих военных самолетов. Они, как правило, оснащены триггер-переключателем и кнопкой для большого пальца, а также регулятором скорости. Вне всякого сомнения, такие джойстики прекрасно работают в "кабинах самолетов", но довольно неудобны в спортивных, а также требующих нападения и защиты играх, где нужна точность, которой обладают настольные и кнопочные модели. Большинство джойстиков этого типа отражают серьезные потребности реальных компьютерных пилотных тренажеров;
• джойстики в виде штурвалов (yokes) выглядят весьма сюрреалистично и создают ощущения, аналогичные испытываемым при управлении небольшими самолетами. Обычно они крепятся на столе с помощью специальных присосок или зажимов. При довольно высокой цене эти устройства, тем не менее, намного повышают привлекательность игр-имитаторов полетов и автогонок;
• комбинированные (hybrids) - это оставшиеся одиночки, которые можно использовать только в некоторых играх.

Периферийные(внешние) устройства

Это устройства, располагающиеся вне системного блока, и не являющиеся обязательными при работе с компьютером, а скорее дополняющими и расширяющими его возможности.

1. Принтер (от англ. printer - печатник) - устройство, предназначенные для вывода на бумагу или пленку подготовленной на ПК текстовой или графической информации. Основные характеристики принтеров:

• Технология печати .
• Разрешение (качество печати) - максимальное количество точек на дюйм, которое способен напечатать принтер (например 1200 х 2400 dpi).
• Скорость печати - измеряется в основном количеством напечатанных страниц в минуту.
• Поддерживаемые форматы бумаги . Чаще всего печатать приходится на бумаге формата A4, поэтому практически все принтеры имеют его поддержку
.
• Тип подключения(интерфейс) - LPT, USB и др.
• Расходные материалы - чернильные ленты, картриджи с чернилами, порошковые тонеры и т.д.

Основными технологиями печати являются:

Матричная . Принцип действия: матричный принтер печатает с помощью красящей ленты; краска с ленты переносится на носитель с помощью выдвигающихся штырьков, находящихся в матрице. Вертикальный ряд (или два ряда) игл, или молоточков, "вколачивает" краситель с ленты прямо в бумагу. Штырьков обычно бывает 9, 18 или 24. Скорость печати 25-150 знак/с.

Струйная . Струйные принтеры относятся к безударным печатающим устройствам. У струйных принтеров печатающая головка движется только в горизонтальной плоскости, а бумага подается вертикально. Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют "ударным" иглам. Количество сопел у разных моделей принтеров, как правило, может варьироваться от 12 до 64. Максимальная разрешающая способность, как правило, достигает значения около 360 точек на дюйм.

Принцип действия: имеется форсунка, разбрызгивающая чернила по контуру символа. При резком нагревании образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую порцию (каплю) жидких чернил.

Скорость печати текста 5-150 знак/с (1-3 стр./мин.). Бывают одноцветные, трехцветные и четырехцветные. Качество печати высокое, сравнимо с лазерным, а стоимость печати значительно ниже, особенно цветной. К недостаткам можно отнести то, что качество зависит от бумаги, а также достаточно дорогостоящие расходные материалы.

Лазерная . Принцип действия: лазер генерирует тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, формирует электронное изображение на светочувствительном фотоприёмном барабане, способном менять электрический заряд точки под действием попавшего на него лазерного луча. Барабану предварительно сообщается статический заряд. Высвеченные лазером участки разряжаются. Когда изображение на барабане построено, и он покрыт тонером, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные резиновые валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

2. . Сканер используется для оптического ввода в компьютер и преобразования в цифровую форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов. Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат.

Системы распознавания текстовой информации позволяют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов).

Существуют планшетные и ручные сканеры . Планшетные сканеры могут поставляться вместе со специальным слайд-модулем, предназначенным для сканирования слайдов. Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм) и выше, т.е. на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек. Сканеры подключаются к компьютеру различными способами: с помощью SCSI адаптеров, к параллельному или USB портам компьютера.

3. Устройства мультимедиа . Термин "мультимедиа" образован из слов "мульти" - много, и "медиа" - среда, носитель, средства сообщения, и в первом приближении его можно перевести как "многосредность"

Мультимедиа - это собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение. Технологию мультимедиа составляют две основные компоненты - аппаратная и программная.

Мультимедиа-устройства - это устройства ПК, которые непосредственно служат для работы со звуковой, графической и видеоинформацией. Мультимедиа-компьютер - это компьютер, снабженный аппаратными и программными средствами, реализующими технологию мультимедиа.

Для того, чтобы компьютер можно было назвать мультимедийным, необходимо наличие высокопроизводительного процессора с тактовой частотой не менее 500 МГц, оперативной памяти не менее 64 Мбайт, винчестера ёмкостью 10-20 Гбайт и выше, манипуляторов, мультимедиа-монитора со встроенными стереодинамиками и видеоадаптером SVGA, а также наличие спецальных устройств, которые часто относят к устройствам мультимедиа. К устройствам мультимедиа относят:

• графические акселераторы (ускорители). Современные видеокарты все являются графическими ускорителями;
• приводы CD-ROM/RW, DVD-ROM/RW и др.;
• звуковые карты ;
• колонки - небольшие громкоговорители, через которые проигрывается звук. Колонки бывают пассивные и активные. Пассивные колонки работают за счет мощности встроенного усилителя звуковой карты, а активные сами содержат усилитель. Звучание активных колонок обычно лучше;
• микрофон . В зависимости от физических принципов действия подразделяются на угольные, динамические, электромагнитные, пьезоэлектрические, конденсаторные. Сферы применения в ПК самые разнообразные: реализация возможностей телефона, автоответчика, работа с мультимедийными программами, переговоры по сети(видеоконференции) и т.д.;
• акустические системы - это совокупность излучателей, каждому из которых отводится воспроизведение своей части звукового частотного диапазона.

Цифровые камеры и ТВ-тюнеры . Последние годы все большее распространение получают цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты). Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Цифровые видеокамеры могут быть постоянно подключены к компьютеру и обеспечивать запись видеоизображения на жесткий диск или его передачу по компьютерным сетям.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии, для хранения которых используются специальные модули памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться с помощью подключения камеры к USB порту компьютера.

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

В этом уроке мы заглянем внутрь системного блока и познакомимся со всеми основными внутренними компонентами компьютера.

В третьем уроке мы узнали для чего нужны процессор, оперативная память и жесткий диск. В четвертом уроке мы увидели компьютер снаружи и узнали для чего нужны различные кнопки и разъёмы. Сегодня мы откроем крышку системного блока и познакомимся со всеми внутренними компонентами.

Внутреннее устройство компьютера

Когда говорят о внутреннем устройстве компьютера, обычно имеют в виду те компоненты, которые находятся внутри его корпуса . У настольного компьютера корпус – это системный блок, у ноутбуков и нетбуков – это нижняя из раскрываемых половинок (напомню, что разновидностям компьютерной техники у нас был посвящен ).

Компоненты системного блока

Для начала возьмем не слишком новый, но и не слишком старый системный блок, в котором установлены все основные компоненты. А потом сравним с более недорогим вариантом с меньшим количеством дополнительных комплектующих.

Итак, посмотрим на фотографию системного блока сайта IT-уроки.

Что мы увидим, если снять крышку системного блока компьютера

Первое, что бросается в глаза – много всяких печатных плат, «коробочек» и проводов. Все платы и устройства в отдельном корпусе – это компоненты, выполняющие различные задачи. С помощью проводов компоненты обмениваются информацией и получают электрическое питание.

Разберемся со всеми компонентами по очереди.

1. Системная плата

Все компоненты компьютера связаны между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на фотографии по размерам), её называют системной платой или материнской платой (в английском варианте motherboard или mainboard ).

Системная плата (компонент системного блока)

Одни компоненты устанавливаются сразу в разъемы, находящиеся на системной плате, другие компоненты подключаются к ней с помощью специальных проводов в соответствующие разъемы, а устанавливаются в специальные отсеки корпуса.

Более подробно о системной плате можно будет узнать из последующих IT-уроков, но уже на более высоком уровне знаний.

2. Блок питания

Чтобы все компоненты могли выполнять свою задачу, их нужно запитать электрической энергией. Для снабжения этой энергией используется компьютерный блок питания (по-английски power supply unit или PSU ), от которого тянутся провода по всему системному блоку.

Большинство устройств имеют специальный разъем для подключения питания, но некоторые получают электрическую энергию через (которая в этом случае будет посредником между блоком питания и устройством).

3. Центральный процессор

С процессором мы уже знакомились в , напомню, что задача процессора – обрабатывать информацию.

Процессор (англ. central processing unit и CPU ) устанавливается в специальный разъем на системной плате (английское название разъема – «Socket »). Процессорный разъем обычно находится в верхней части системной платы.

После установки процессора в разъем, поверх устанавливают систему охлаждения – кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).

На фотографии мы видим кулер, под которым и находится центральный процессор.

4. Оперативная память

С оперативной памятью мы тоже познакомились в третьем уроке.

Оперативная память (ОЗУ , Random Access Memory , RAM ), как и процессор, устанавливается в специальные разъемы на системной плате.

Оперативная память (компонент системного блока)

Оперативная память выполнена в виде небольшой печатной платы с установленными на неё микросхемами памяти, всю эту конструкцию называют «модулем памяти ». Из-за специфичной формы платы, её называют «планкой».

На фотографии видно, что разъемов четыре, а модуля оперативной памяти два и установлены они в разъемы одного цвета для повышения скорости работы (подробнее о таком режиме в последующих IT-уроках на более «продвинутых» уровнях).

5. Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер , графическая карта, графическая плата, video card, video adapter, display card, graphics card и т.д.) предназначена для обработки графических объектов, которые выводятся в виде/форме изображения на экране монитора.

На фотографии видно, что в данном случае видеокарта выполнена в виде печатной платы (карты расширения ), вставленной в специальный разъем на системной плате (слот расширения). Так как эта видеокарта сильно греется, то в нижней части можно видеть большую систему охлаждения (да-да, это тоже кулер).

Мы впервые на IT-уроках столкнулись с понятиями «карта расширения» и «слот расширения», поэтому сразу зададим определение, от которого будем отталкиваться в дальнейшем.

Карта расширения – устройство в виде печатной платы с универсальным разъемом для установки на системную плату (например, видеокарта, сетевая карта, звуковая карта).

Карты расширения устанавливаются дополнительно к основным компонентам для того, чтобы расширить возможности компьютера , они могут иметь различное назначение (обработка графики, звука или соединение с компьютерной сетью и т.д.).

Пример карты расширения (более простой видеоадаптер)

Слот расширения — специальный универсальный разъем на системной плате, предназначенный для установки дополнительных устройств компьютера выполненных виде карт расширения.

С новыми определениями разобрались, движемся дальше.

6. Сетевая карта

Сетевая карта (сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, network adapter, LAN adapter) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.

Сетевая карта (компонент системного блока)

В данном случае сетевая карта также выполнена в виде карты расширения (печатной платы), которая устанавливается в разъем на системной плате.

7. Звуковая карта

Звуковая карта (аудиокарта, звуковой адаптер, sound card) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.

Звуковая карта (компонент системного блока)

Как и два предыдущих устройства, звуковая карта – это печатная плата, вставленная в разъем на системной плате. Правда, данный звуковой адаптер не обычный, он состоит из двух печатных плат, но это исключение из правил.

8. Жесткий диск

На жестком диске хранятся все программы и данные компьютера (подробнее об этом в IT-уроке).

Жесткий диск в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на системную плату, а крепится в специальном отсеке корпуса системного блока (посмотрите на фотографию).

Жесткий диск (он же винчестер)

В такие отсеки можно установить несколько жестких дисков и увеличить объем внутренней памяти компьютера.

Жесткий диск иногда называют аббревиатурой НМЖД (Накопитель на жёстких магнитных дисках), часто говорят «винчестер «, а на английском языке hard disk drive или HDD .

9. Оптический привод

Оптический привод (DVD-привод, optical disc drive или ODD) нужен для чтения и записи DVD и CD дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливается в специальный отсек системного блока.

Оптический привод (компонент системного блока)

Этот отсек находится в передней верхней части корпуса, он более широкий, чем для жесткого диска, так как размеры DVD-привода заметно больше.

Компоненты системного блока (вариант 2)

Итак, мы рассмотрели все основные компоненты системного блока. А теперь посмотрим, как может отличаться внутреннее устройство компьютера на примере менее дорогого варианта ПК .

На фотографии видны те же компоненты, но не видно карт расширения (видеокарты, сетевой и звуковой карты). Как же этот компьютер будет работать без этих комплектующих? На самом деле эти компоненты есть, но их не видно на первый взгляд.

Встроенные компоненты

Дело в том, что некоторые компоненты могут быть выполнены не в виде карт расширения, а могут быть встроенными (интегрированными) в системную плату или центральный процессор .

В данном случае, на системной плате установлены дополнительные микросхемы, которые выполняют функции сетевого и звукового адаптера. Видеоадаптер встроен (интегрирован) в главную микросхему системной платы.

На фотографии цифрой 1 отмечен видео адаптер, цифрой 2 – сетевой адаптер, а цифрой 3 – звуковой адаптер.

При этом на системной плате остались слоты расширения (цифра 4) для установки более функциональных компонентов (если встроенные вас, по каким либо причинам, не устраивают).

Компоненты ноутбуков

В принципе, можно было бы сделать отдельный урок по внутреннему устройству ноутбуков и нетбуков. Но, по сути, там находятся те же компоненты, что и в настольном компьютере, только эти компоненты меньшего размера и крепятся по-другому.

Каждая из перечисленных в этом IT-уроке комплектующих выполняет свою задачу, но, наверное, интересно знать, какие компоненты больше всего влияют на скорость работы вашего компьютера?

Так как большую часть вычислений выполняет центральный процессор , то он больше всего и влияет на производительность компьютера.

Оперативная память нужна процессору для того, чтобы подавать данные и программы для выполнения расчетов. Поэтому объем памяти тоже заметно влияет на производительность всего компьютера.

Если компьютер нужен для игр или работы с трехмерной графикой , то большое значение имеет скорость работы видеоадаптера .

Но если компьютер используется для работы в Интернете, а также с текстовыми документами, фотографиями, просмотра фильмов и прослушивания музыки, то можно обойтись и самым медленным (но современным) видеоадаптером, в том числе и встроенным в системную плату или процессор.

Видео-дополнение

В качестве закрепления новой информации очень любопытное видео, в котором простым языком описано назначение компонентов компьютера. К сожалению комментарии на английском, но есть перевод субтитрами (пользуйтесь паузой, чтобы успеть прочитать).

Заключение

Итак, в седьмом IT-уроке мы познакомились с внутренним устройством компьютера и кратко рассмотрели все компоненты системного блока . Для уровня «Новичок» этих знаний вполне достаточно, чтобы осознанно работать в большинстве программ, которые вам могут понадобиться.

В следующем уроке мы узнаем, какие устройства еще можно подключить к компьютеру (внешние устройства), называется он .

Копировать запрещено, но можно делиться ссылками:

Опубликовано: 14.01.2017

Приветствую друзья,
сегодня мы с вами будем подробно рассматривать устройство системного блока компьютера. Узнаем из чего он состоит, какие компоненты в нем должны обязательно присутствовать, а какие опционально. Определимся с назначением каждого внутреннего компонента системного блока. Давайте начнем.

Корпус системного блока

Корпус это обычно такая железная коробка, которая нужна для удобства крепления внутренних компонентов системного блока. В ней есть специальные отверстия для крепления материнской платы, корзина для жестких дисков и cd/dvd дисководов, внешние отверстия с передней и с задней стороны для вывода внешних разъемов внутренних комплектующих системного блока (материнка, видеокарта и прочее).

Также есть куча отверстий под кулеры/вентиляторы для обеспечения наилучшего охлаждения внутренних компонентов системного блока. В особо крутых корпусах есть еще так называемая система "cable-management".

Что такое cable management?

Cable management это система специальных пазов внутри корпуса для прокладки кабелей и проводов между внутренними компонентами системного блока. Нужно все это дело для, того чтобы растянувшиеся по всему корпусу провода не мешали входящим и выходящим потокам воздуха свободно циркулировать внутри корпуса системного блока. Короче для того, чтобы провода не мешали охлаждению.

Какие бывают размеры корпусов?

Сами корпуса бывают трех основных размеров: Mini Tower, Mid Tower и Full Tower. Проще говоря, маленькие, средние и большие. Размер корпуса выбирается в зависимости от, того какого размера материнскую плату вы в него планируете запихнуть и какого размера планируете устанавливать в него внутренние компоненты.

Нужен-ли корпус?

А вообще говоря, корпус не является обязательным элементом системного блока. Компьютер может спокойно работать и без корпуса. Однако без корпуса компьютер будет работать не так эффективно. Внутренние компоненты системного блока не будут должным образом охлаждаться и будут чаще покрываться слоем пыли. Да и вам возиться с компьютером без корпуса, будет сложнее.

Основа каждого системного блока, если не сказать компьютера. Эта самая основная плата, к которой уже подключаются все остальные. Материнская плата отвечает за взаимодействие всех внутренних компонентов между собой.

Она регулирует частоты работы процессора и планок оперативной памяти. Регулирует скорость вращения кулеров, скорость передачи данных между жесткими дисками. Распределяет подачу тока между внутренними компонентами. Проверяет работоспособность всех подключенных к ней компонентов при включении компьютера с помощью BIOS.

Разъемы материнской платы

Кроме всего прочего, от материнской платы на внешнюю панель корпуса выходит больше всего разъемов. Все или почти все USB разъемы, PS/2 порты для подключения мыши и клавиатуры. Также может выводится сетевое гнездо под конектор RJ45, если сетевая карта встроена в материнскую плату.

Иногда от материнской платы идут еще и видеоразъемы DVI или VGA. Происходит это в том случае, если видеокарта встроена в материнскую плату либо процессор имеет встроенный видеочип.

Процессор

Можно сказать мозг компьютера. Отвечает за скорость выполнения различных расчетов. Например за скорость кодировки видеофайлов, за скорость интерпретации и выполнения программного кода, за расчеты перемещения определенных объектов и так далее. Крепится процессор в специальном на материнской плате.

У каждого процессора есть свои характеристики. Такие как частота ядра, количество ядер, объем кеш памяти и прочее. Углубляться в это пока подробно не будем.

Планки оперативной памяти

Как уже понятно из названия, планки эти отвечают за объем оперативной памяти компьютера. Чем планок больше и чем большего они объема, тем больше у компьютера оперативной памяти.

Основная характеристика планок оперативной памяти - диапазон частот, на которых они могут работать. Еще учитывается объем каждой планки оперативной памяти.

В компьютер рекомендуется всегда устанавливать планки оперативной памяти одинакового объема и от отдого производителя, во избежание различных системных конфликтов. Устанавливаются планки в специальные слоты на материнской плате.

Видеокарта

Неотъемлемая часть любого компьютера. Отвечает за вывод на монитор пользователя изображения. Отвечает за качество компьютерной графики и производительность 3D приложений в целом.

Существуют как внешние видеокарты, так и внутренние, встроенные в материнскую плату либо в процессор. Однако на большинстве домашних ПК видеокарта внешняя.

Современная внешняя видеокарта отличается от своих прародителей большим количеством кулеров и массивной радиаторной решеткой. Все это нужно для улучшения охлаждения карты и, как следствие, повышения ее производительности.

Основными параметрами видеокарты являются объем ее видеопамяти и диапазон частот, на которых видеокарта работает.

Жесткие диски

Их может несколько или жесткий диск может быть один. По крайней мере, один обязательно должен быть для того, чтобы вы могли установить на него какую-нибудь операционную систему.

На картинке выше вы можете видеть пример одного из современных жестких HDD дисков, который подключается к материнской плате с помощью SATA кабеля.

Основные параметры жесткого диска - скорость чтения и записи данных. О том, как они измеряются я уже писал .

CD/DVD/Bluray дисководы

Нужны для чтения и записи файлов на диск. Уже постепенно отживают свой век, т.к на смену малообъемным CD и DVD дисками приходят быстрые и объемные флешки и внешние жесткие диски, которые подключаются к системному блоку по средствам usb кабелей.

Дисковод не является обязательным элементом системного блока. Компьютер сможет вполне спокойно работать и без него. Но без дисковода не будет возможности работать с CD,DVD и Bluray дисками.

Основными параметрами любого дисковода являются скорость чтения записи с диска и скорость записи/прожига данных на диск.

Блок питания

Нужен для того, чтобы правильно распределить электроэнергию от вашей домашней сети между всеми компонентами системного блока.

Провода от блока питания идут для того, чтобы запитать материнскую плату, кулеры, внешнюю видеокарту и жесткие диски. Процессор и оперативная память запитываются энергией уже от материнской платы. Кроме того, материнская плата регулирует подачу напряжения на процессор и оперативную память для увеличения либо уменьшения производительности.

Остальные платы

Довольно часто во многих системных блоках встречаются дополнительные платы. Это могут быть внешние сетевые карты, звуковые карты, TV тюнеры, GPS маяки и прочее. Подключается все это дело к материнской плате с помощью PCI разъемов.

На картинке выше вы можете видеть пример внешней сетевой wi-fi карты. Она очень популярна в последнее время в связи с широкой распространенностью домашних wi-fi сетей. Является идеальным решением, когда к интернету хочется подключить стационарный ПК, но кидать витую пару от системного блока к роутеру нет никакого желания.

Системный блок в собранном виде

В собранном виде системный блок будет выглядеть примерно как-то так.

В правом верхнем углу мы видим блок питания. Видим как от него ответвляются кабели к дисководам, к жестким дискам, к материнской плате и кулерам. Как раз то, о чем я вам писал.

В левом нижнем углу видим три жестких диска, а над ними корзину с дисководами. В центре самую большую материнскую плату. На ней внушительных размеров кулер, расположенный над процессором и под всем этим делом какую-то видеокарту.

Вот вообщем-то и все, о чем я сегодня хотел вам поведать. Надеюсь, что внутреннее устройство системного блока более не является для вас загадкой. В любом случае эта информация вам еще пригодится, когда мы с вами в следующих статьях научимся выбирать комплектующие под бюджет и собирать системный блок компьютера самостоятельно.

Известно, что персональные компьютеры состоят из системного блока, монитора, клавиатуры и мыши. Этот набор называют базовой комплектацией, к которой дополнительно можно подключить внешние устройства, такие как принтер, сканер, колонки, внешние сетевые карты. А как устроен компьютер внутри: об этом доступно для детей рассказано в данной статье.

Что находится внутри системного блока?

Если аккуратно снять боковую крышку корпуса системного бока, то можно обнаружить металлические и пластмассовые детали разной величины и формы, соединенные разноцветными проводами, а в центре - большой вентилятор. Что это за предметы и как они работают? Давайте разбираться.

Разбирать и собирать компьютер можно только, предварительно отключив его от электросети, желательно в присутствии взрослых.

К внутренним устройствам, которые располагаются в системном блоке, относятся:

• материнская плата;
• блок питания;
• жесткий диск;
• дисковод компакт-дисков.

Самой важной частью компьютера является материнская плата. Она выглядит как металлическая пластина, на которой расположено множество мелких деталей. Кроме элементов, которые припаяны к плате, бывают съемные устройства. Они вставляются в специальные разъемы и могут быть при необходимости заменены.

Рис. 1. Материнская плата.

Устройство, через которое компьютер включается в розетку, называется блоком питания. Он предназначен для преобразования напряжения бытовой электрической сети в базовые напряжения для питания устройств компьютера. Блок питания крепится винтами к корпусу системного блока и подключается к материнской плате и другим устройствам.

Для долговременного хранения информации используется жесткий диск (винчестер). Жесткий диск обладает энергонезависимой памятью - при отключении питания информация, записанная на нем, не исчезает. Винчестер устанавливается в специальные отсеки системного бока и закрепляется с помощью винтов. Одновременно можно использовать несколько жестких дисков.

В системный блок можно установить дисководы для компакт-дисков, которые предназначены для считывания и записи информации на оптические диски.

Что расположено на материнской плате?

Главным устройством на материнской плате, является процессор. Он представляет собой микросхему, в которой производятся все вычислительные операции. Так как при работе процессор нагревается, то на нем устанавливают радиатор с кулером.

Стоимость производства новых типов микропроцессоров очень велика, поэтому их выпускают только крупные компании и очень большими тиражами. Изготовлением процессоров для персональных компьютеров занимаются фирмы Intel и AMD.

Создание микросхем основано на технологии фотолитографии, когда на тонкую отшлифованную кремниевую пластину через фотошаблоны наносятся микроскопические электронные схемы, состоящие из миллиарда крошечных транзисторов размером в несколько нанометров.

На материнской плате размещается оперативная память. В ней временно хранятся данные, используемые во время работы процессора. Оперативная память энергозависима. При выключении компьютера вся информация из памяти сотрется. Внешне оперативная память напоминает линейку зеленого цвета, на которой установлены черные прямоугольные микросхемы. Вдоль длинного края линейки оперативной памяти можно увидеть небольшую выемку - ключ. Расположение ключа для разных видов памяти различно. Различают типы памяти DDR, DDR2, DDR3 и DDR4.

Рис. 2. Оперативная память.

В качестве дополнительных устройств к материнской плате могут быть подключены платы расширения: видеокарты, звуковые карты, сетевые карты, контроллеры различных портов (COM, LPT, SATA, USB).

Для каждого устройства на материнской плате предусмотрены свои разъемы:

• Процессор - устанавливается в специальное гнездо.Оно представляет собой конструкцию с множеством отверстий или контактов, количество которых соответствует числу ножек или контактных площадок процессора. Разъемы, предназначенные для установки процессоров, называют сокетами. Каждый сокет допускает установку только определённого типа процессора.
• - вставляется в специальные разъемы - слоты. Слоты имеют специальные бороздки - ключи, которые должны совпадать с выемкой на линейке оперативной памяти. Если ключи не совпадут, то оперативная память не установится в слот.
• Внешняя видеокарта устанавливается в разъем стандарта PCI Express, в более ранних версиях в AGP 8x.
• Платы расширения PCI : звуковые адаптеры, видеоадаптеры, сетевые карты, платы расширения портов устанавливаются в разъемы PCI.
• Для подключения внешних устройств - жестких дисков, дисководов компакт-дисков используется разъем SATA.

Рис. 3. AGP и PCI слоты.

Следует помнить, что тип сокета на материнской плате должен соответствовать типу процессора. Разъёмы для установки процессоров отличаются количеством и типом контактов, расстоянием креплений для кулеров. Поэтому разъёмы для разных типов процессоров несовместимы. При замене процессора необходимо знать маркировку сокета. Она указывается на металлической или пластмассовой части материнской платы в месте крепления процессора.

Что мы узнали?

Итак, в системный блок персонального компьютера помещают материнскую плату, блок питания, жесткий диск, дисковод для оптических дисков. На материнской плате в специальные разъемы устанавливают процессор, оперативную память, платы расширения.

Тест по теме

Оценка статьи

Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 222.

Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

• системный блок;
• монитор;
• клавиатуру;
• мышь.

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними , а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними . Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными .

Системный блок состоит из:

1. корпуса;
2. материнской платы;
3. процессора;
4. оперативной памяти;
5. жесткого диска;
6. накопителя флоппи-дисков;
7. накопителя компакт- (или DVD) дисков;
8. видеокарты;
9. звуковой карты

Корпус системного блока
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный {mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. В настоящее время в основном используются корпуса двух форм-факторов: АТ и АТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы .

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 200-250 Вт.

Рис. 1. Примеры системных блоков

Все основные внутренние устройства персонального компьютера сосредоточены в системном блоке и располагаются в основном на специальном устройстве – материнской плате.

Материнская плата – основная плата персонального компьютера, которая используется для размещения его внутренних устройств.

Внутренняя схема персонального компьютера представлена на рис.2.

Рис.2. Внутренняя схема персонального компьютера

Материнская плата (mainboard, matherboard, systemboard)

Материнскую плату еще часто называют системной платой . Это основа компьютера. Именно эта плата определяет, какого типа процессор можно использовать, какой максимальный размер оперативной памяти можно будет установить и т. д.

Все платы расширения (видеокарта, контроллер SCSI, модем, сетевая карта и т. д.) крепятся к материнской плате. Кроме того, на материнской плате находятся микросхемы, управляющие всем, что есть в компьютере.

Основные компоненты системной платы, которые видны на фото и обозначены цифрами:

1. Процессорное гнездо.
2. Разъемы для оперативной памяти.
3. Интерфейсы шины PCI.
4. Микросхема системной логики (чипсет).
5. Интерфейсы для подключения жестких дисков и накопителей CD или DVD дисков.
6. Интерфейсы для подключения FDD.
7. Блок портов ввода/вывода.

Процессор

Процессор - это устройство, которое занимается обработкой и вычислением данных. Современные процессоры очень сложны. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из миллионов транзисторов, расположенных на кристалле кремния.

Процессор можно разделить на две части:

• АЛУ (Арифметико-Логическое Устройство) - занимается обработкой данных
• УУ (Устройство Управления) – занимается передачей данных.

Процессор снабжен внутренней памятью . Называется она кэш-память и бывает двух уровней.

Внутренняя память процессора называется кэш-памятью

Современные процессоры имеют корпуса типа PGA (Pin Grid Array – шахматная решетка массива штырьков). На данный момент времени существуют несколько производителей процессоров, среди них можно особо выделить Intel и AMD.

Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами . Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.

Рис. 2. Пример процессоров (слева – Athlon XP 3200+, справа – Athlon XP 3000+)

Следующий элемент - микропроцессорный комплект (чипсет). Это набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.

Группы микропроцессоров

Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд - CISC-процессорами (CISC - Complex Instruction Set Computing).

В противоположность СISC-процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры ^ RISC с сокращенной системой команд (RISC - Reduced Instruction Set Computing). При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше, и каждая из них выполняется намного быстрее. Таким образом, программы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее. Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью простейших команд сокращенного набора.

В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:

• CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;
• RISC-npoцеccopы используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций;
• Нейропроцессоры - за один такт счета он совершает не 4 операции сложения, а 288.

Кроме того, существуют еще два типа микропроцессоров:

• VLIW (Very Length Instruction Word) – со сверх большим командным словом;
• MISC (Minimum Instruction Set Command) – с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием

ШИНЫ

Если процессор – это сердце персонального компьютера, то шины – это артерии и вены по которым текут электрические сигналы.

Шины - это каналы связи, применяемые для организации взаимодействия между устройствами компьютера.

Те разъемы, куда вставляются платы расширения это не шины. Это интерфейсы (слоты, разъемы), с их помощью осуществляется подключение к шинам, которых, зачастую, вообще не видно на материнских платах.

Существует три основных показателя работы шины. Это тактовая частота, разрядность и скорость передачи данных.

ISA (Industrial Standard Architecture – промышленная стандартная архитектура)

Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industry Standard Architecture). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре, составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина продолжает использоваться в компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например, звуковых карт и модемов.

Рис. 3. Разъем ISA - 16bit

На интерфейс 8 разрядной ISA было выведено 8 каналов данных и 20 каналов адреса. Все это позволяло адресовать до 1 Мбайт памяти. С появлением 80286 процессора, который мог обрабатывать уже 16 бит данных, появилась необходимость в 16 разрядной ISA, что и было реализовано в 1984 году. Разъем был дополнен еще 36 каналами, 8 из которых были выведены под данные, а 7 – под адрес. Следует отметить, что некоторые платы расширения, рассчитанные на 8 разрядную шину, могут работать и с 16 разрядной. Кстати, понятие ключ – выступ в разъеме и вырез в подключаемой плате, появился вместе с 16 разрядной ISA. Так как до 1987 года IBM отказывалась публиковать полное описание и временные диаграммы ISA, многие производители железа решились на разработку собственных шин. Так появилась 32 разрядная ISA, которая не нашла применения, но фактически предопределила появление шин MCA и EISA. В 1985 году фирма Intel разработала 32 разрядный 80386 процессор, который увидел свет в конце 1986 года. Появилась насущная необходимость в 32 разрядной шине ввода/вывода. Вместо того, что бы продолжить дальнейшую разработку ISA, в IBM создали новую шину MCA (Micro Channel Architecture – микроканальная архитектура) которая во всех отношениях превосходила свою предшественницу:

1. Был использован арбитр шины CACP (Central Arbitration Control Point), который позволял любому подключенному к шине устройству передавать данные любому другому устройству, так же подключенному к этой шине. Кроме этого, CACP предотвращал конфликты и монополизацию шины каким либо одним устройством.
2. Шина MCA не синхронизирована с процессором, что позволяет снизить возможность лишних конфликтов и помех между платами.
3. Отсутствие переключателей и перемычек свело установку плат расширения к простому, не требующему дополнительной квалификации, действию.

Но этот стандарт не нашел применения, т.к.:

1. фирма IBM потребовала от всех фирм – производителей, желающих использовать MCA заплатить деньги за использование ISA во всех ранее выпущенных компьютерах.
2. компьютерный мир оказался попросту не готов принять в 1987 году подход Plug and Play
3. цена первых MCA была очень высокой.

Все эти факторы привели к появлению шины EISA, про MCA все забыли.

EISA (Extended Industry Standard Architecture – расширенная промышленная стандартная архитектура)

Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами ISA/EISA и устройств, подключаемых к ним, прекращается.

С несколькими фирмами – партнерами Compaq создала комитет EISA, который занимался разработкой нового стандарта. Уже в 1989 году появились первые персональные компьютеры, материнские платы которых были оснащены шиной EISA. Основное ее отличие заключалось в 32 разрядной технологии, хотя и создавалась она на основе архитектуры все той же ISA (тактовая частота осталась прежней – 8,33 МГц). Преимущества новой технологии очевидны: как и в MCA, используется арбитраж запросов ISP (Integrated System Peripheral), повысилась скорость обмена данными, мощность, потребляемая каждым из адаптеров может достигать 45 Вт. При этом была сохранена совместимость с платами, рассчитанными для работы с ISA. Скорость передачи данных равнялась 33 Мбайт/сек. Ко всему прочему, в компьютерах с шиной EISA была предусмотрена возможность автоматической настройки прерываний и адресов адаптеров. Но, к сожалению, и этот проект через короткое время оказался не жизнеспособным.

С повышением тактовых частот и разрядности процессоров настала насущная проблема в повышении скорости передачи данных в шинах (какой смысл использовать камень с тактовой частотой, скажем, 66 МГц, если шина работает на частоте лишь 8,33 МГц). В одних случаях, например клавиатура или мышь, высокая скорость ни к чему. Но инженеры фирм, производителей плат расширения, готовы были изготовлять устройства со скоростью, которую шины не могли предоставить.

Какое же решение было принято? Часть операций по обмену данными осуществлять не через стандартные разъемы шины ввода/вывода, а через дополнительные высокоскоростные интерфейсы. Дело в том, что эти самые высокоскоростные интерфейсы подключаются к шине процессора. Из этого следует, что подключаемые платы будут иметь доступ непосредственно к процессору через его шину. Все это получило название LB (Local Bus – локальная шина). Первые шины ISA как раз и были локальными, но когда их тактовая частота превысила 8 МГц, произошло разделение. А в 1992 году появился еще один расширенный вариант ISA – VLB (VESA Local Bus).

VLB (VESA Local Bus)

Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при внедрении процессоров третьего и четвертого поколений (Intel 80386 и Intel 80486) частоты основной шины (в качестве основной использовалась шина ISA/EISA) стало недостаточно для обмена между процессором и оперативной памятью. Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины. Впоследствии в эту шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который тоже требует повышенной пропускной способности, - так появился стандарт VLB, который позволил поднять тактовую частоту локальной шины до 50 МГц и обеспечил пиковую пропускную способность до 130 Мбайт/с.

Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине. Так, например, при частоте 50 Мц к шине может быть подключено только одно устройство (видеокарта). Для сравнения скажем, что при частоте 40 Мгц возможно подключение двух, а при частоте 33 Мгц - трех устройств.

VLB была локальной шиной, которая не изменяла, а дополняла существующие стандарты. Просто к основным шинам добавлялось несколько новых быстродействующих локальных слотов. Популярность шины VLB продлилась до 1994 года. VESA (Video Electronic Standard Association) - это ассоциация, которая и предложила новую, уже действительно локальную, шину (не без участия фирмы NEC). Скорость передачи данных VLB равнялась 128 – 132 Мбайт/сек, а разрядность –32. Тактовая частота достигала 50 МГц, но реально не превышала 33 МГц в связи с частотными ограничениями самих слотов. Дополнительные разъемы VLB имеют 116 контактов. Основная функция, для которой была предназначена новая шина – обмен данными с видеоадаптером. Но новая шина имела ряд недостатков, которые не позволили ей долго просуществовать на рынке инфотехнологий. Ну да ладно: чем дальше в лес, тем толще партизаны. Уже в 1992 году начались разработки новой локальной шины PCI.

PCI (Peripheral Component Interconnect bus – шина соединения периферийных компонентов)

Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect - стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах, выполненных на базе процессоров Intel Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/ EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи - мосты PCI (PCI Bridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета).

Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропускную способность 132 Мбайт/с. Последние версии интерфейса поддерживают частоту до 66 МГц и обеспечивают производительность 264 Мбайт/с для 32-разрядных данных и 528 Мбайт/с для 64-разрядных данных.

Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PC/происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти.

Конфликты между устройствами за обладание одними и теми же ресурсами (номерами прерываний, адресами портов и каналами прямого доступа к памяти) вызывают массу проблем у пользователей при установке устройств, подключаемых к шине ISA. С появлением интерфейса РС1и с оформлением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств - эти функции во многом были возложены на операционную систему.

В июне 1992 года на сцене появился новый стандарт – PCI, родителем которого была фирма Intel, а точнее организованная ею группа Special Interest Group. К началу 1993 года появился модернизированный вариант PCI. По сути дела эта шина не является локальной (локальная шина – это та шина, которая подключена к системной шине напрямую). PCI же для подключения к оной использует Host Bridge (главный мост), а так же еще и Peer-to-Peer Bridge (одноранговый мост) который предназначен для соединения двух шин PCI. Кроме всего прочего, PCI является сама по себе мостом между ISA и шиной процессора. Появление шины PCI на рынке производителей всевозможных устройств было своеобразной маленькой революцией. Разнообразие плат расширения, использующих шину PCI настолько велико, что их сложно даже перечислять. Тактовая частота PCI может быть равна или 33 МГц или 66 МГц. Разрядность – 32 или 64. Скорость передачи данных – 132 Мбайт/сек или 264 Мбайт/сек. Стандартом PCI предусмотрены три типа плат в зависимости от питания:

1. 5 Вольт – для стационарных компьютеров
2. 3,3 Вольт – для портативных компьютеров
3. Универсальные платы могущие работать в обоих типах компьютеров.

Большим плюсом шины PCI является удовлетворение спецификации Plug and Play. Кроме этого, в шине PCI любая передача сигналов происходит пакетным образом, где каждый пакет разбит на фазы. Начинается пакет с фазы адреса, за которой, как правило, следует один или несколько фаз данных. Количество фаз данных в пакете может быть неопределенно, но ограничено таймером, который определяет максимальное время, в течение которого устройство может использоваться шиной. Такой вот таймер имеет каждое подключенное устройство, а его значение может быть задано при конфигурировании. Для организации работы по передачи данных используется арбитр. Дело в том, что на шине могут находиться два типа устройств – мастер (инициатор, хозяин, ведущий) шины и подчиненный. Мастер берет на себя контроль за шиной и инициирует передачу данных к адресату, т. е. подчиненному устройству. Мастером или подчиненным может быть любое подключенное к шине устройство и иерархия эта постоянно меняется в зависимости от того, какое устройство запросило у арбитра шины разрешения на передачу данных и кому. За бесконфликтную работу шины PCI отвечает чипсет, а точнее North Bridge.

Постоянное усовершенствование видеокарт привело к тому, что физических параметров шины PCI стало не хватать, что и привело к появлению AGP.

AGP (Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт)

Видеокарта (видеоадаптер)
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: МОЛ (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цветов). В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640х480, 800х600,1024х768,1152х864; 1280х1024 точек и далее).

Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и, тем самым, тем меньше видимый размер элементов изображения. Использование завышенного разрешения на мониторе малого размера приводит к тому, что элементы изображения становятся неразборчивыми и работа с документами и программами вызывает утомление органов зрения. Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изображения становятся крупными, но на экране их располагается очень мало.

Видеоускорение - одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем - преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускорители могут входить в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения), но могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключаемой к видеоадаптеру.

Видеоадаптер - устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении локальной шины PCI видеоадаптер всегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину. Сегодня параметры шины PCI уже не соответствуют требованиям видеоадаптеров, поэтому для них разработана отдельная шина, получившая название AGP (Advanced Graphic Port - усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PCI (33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность - до 1066 Мбайт/с (в режиме четырехкратного умножения).

Рис.4. Принцип работы системной памяти (включая AGP)

На материнской плате этот порт существует в единственном виде (а больше и не к чему). Ни физически, ни логически он не зависит от PCI. Первый стандарт AGP 1.0 появился в 1996 году благодаря инженерам фирмы Intel.

Этой спецификации соответствовала тактовая частота 66,66 МГц, режим сигнализации 1х и 2х, а также напряжение равное 3,3 В. Следующая версия, AGP 2.0, появилась на свет в 1998 году и имела режим сигнализации 4х и рабочее напряжение равное 1,5 В. Скорость передачи данных – 533 Мбайт/сек (2х) и 1066 Мбайт/сек (4х). А чего же это такое – 2х, 4х? Основной (базовый) режим AGP называется 1х. В этом режиме происходит одиночная передача данных за каждый цикл. В режиме 2х передача происходит два раза за цикл. В режиме 4х передача данных происходит четыре раза за каждый цикл. И так далее. Ширина AGP 1.0 – 32 бита. Большим достижением AGP является то, что эта спецификация позволяет получить быстрый доступ к оперативной памяти, так как является локальной.

PCMCIA

(Personal Computer Метолу Card International Association - стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров)

Этот стандарт определяет интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных персональных компьютерах.

FSB - (front Side Bus)

Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в этом качестве. Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro используется специальная шина, получившая название front Side Bus (FSB). Эта шина работает на очень высокой частоте 100-125 МГц. В настоящее время внедряются материнские платы с частотой шины FSB 133 МГц и ведутся разработки плат с частотой до 200 МГц. Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров - именно он и указывается в спецификации материнской платы. Пропускная способность шины FSB при частоте 100 МГц составляет порядка 800 Мбайт/с.

USB - (Universal Serial Bus - универсальная последовательная магистраль)

Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика и составляет до 1,5 Мбит/с, но для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик и т. п., этого достаточно. Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в -«горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

Звуковая карта

Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.

Порты

Порты - это разъемы на задней панели системного блока компьютера, которые служат для соединения с компьютером периферийных устройств, таких как монитор, клавиатура, мышка, принтер, сканер, и т.д.

Параллельный порт

Параллельный порт - это скоростной порт, через который сигнал передается в двух направлениях по 8 параллельным линиям.

Параллельный порт был разработан в 1981 году и использовался в первых персональных компьютерах. Тогда он назывался нормальным.

Скорость передачи данных через параллельный порт - от 800 Кбит/сек до 16 Мбит/сек.

На схемах параллельные порты обозначают LP1, LP2 и т.д. (LP - Line Printer).

Через параллельные порты с компьютером соединяются принтеры, стриммеры и другие устройства, требующие высокую скорость передачи данных. Параллельные порты используют также для соединения двух компьютеров между собой.

Последовательный порт

Последовательный порт (Serial port или COM-port: Communications port) - это порт, через который данные передаются только в одном направлении в каждый момент времени.

Данные передаются последовательно сериями сначала в одном, потом в другом направлении.

Через последовательные порты подключаются устройствва, которые не требуют высокой скорости передачи данных - мышки, клавиатуры, модемы.

Скорость передачи данных через последовательный порт - 115 Кбит/сек.

На схемах параллельные порты обозначают COM1, COM2 и т.д.

USB порт

USB (Universal Serial Bus) - универсальный последовательный порт. Это порт, который позволяет подключать практически любые периферийные устройства.

В настоящее время производители периферийных устройств выпускают их в двух вариантах - с обычными для этих устройств портами (разными для разных устройств) и USB. Существуют и мышки, и клавиатуры для USB порта.

Важной особенностью USB портов является то, что они поддерживают технологию Plug and Play , т.е. при подключении устройства не требуется устанавливать драйвер для него, кроме того, порты USB поддерживают возможность "горячего подключения" - подключения при работающем компьютере.

Порт USB был разработан в 1998 году. Тогда он назывался просто USB. После того, как был разработан более скоростной порт, то существующий назвали USB 1.1, а новый - USB 2.

Разработка высокоскоростной технологии и, соответственно, порта USB 2 началась по инициативе компании Intel. В разработках участвовали кроме Intel и другие компании, в том числе Microsoft. Спецификация USB 2 была принята в апреле 2000 года.

Скорость передачи данных через порт USB 1.1 - 12 Мбит/сек. Для мышек и клавиатуры - 1,5 Мбит/сек.

Скорость передачи данных через порт USB 2 - 480 Мбит/сек.

PS/2 порт

Порты PS/2 - это параллельные порты для мышки и клавиатуры.

Порт PS/2 был разработан компанией IBM в 1987 году и первоначально эти порты появились на компьютерах IBM. Эти порты и коннекторы для портов были значительно меньше по сравнению с существующими портами и коннекторами AT/MIDI, поэтому и другие производители стали использовать порты PS/2 в своих компьютерах.

Порты PS/2 бывают 5-контактными и 6-контактными, но для пользователя они идентичны.

AT/MIDI порт

AT/MIDI порт (Musical Instrument Digital Interface - соединение с цифровыми музыкальными инструментами) - это порты через которые первоначально (до PS/2) подключались клавиатуры, а в настоящее время, в основном подключаются музыкальные клавиатуры и синтезаторы.

Порт FireWire

FireWire - дословно - огненный провод (произносится "файр вайр") - это последовательный порт, поддерживающий скорость передачи данных в 400 Мбит/сек.

Этот порт служит для подключения к компьютеру видео устройств, таких как, например, видеомагнитофон, а также других устройств, требующих быстрой передачи большого объема информации, например, внешних жестких дисков.

Порты FireWire поддерживают технологию Plug and Play и "горячего подключения".

Порты FireWire бывают двух типов. В большинстве настольных компьютерах используются 6-контактные порты, а в ноутбуках - 4-контактные.

6-контактный порт FireWire	4-контактный порт FireWire

Контроллеры

Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами . Во всех компьютерах IВМ РС имеются контроллеры для управления клавиатурой монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.

Блок питания

Блок питания компьютера представляет собой металлическую коробку, которая располагается внутри системного блока вплотную к его задней панели.

На заднюю панель выводятся разъем для кабеля питания, выключатель, отверстия для вентилятора блока питания.

В некоторых блоках питания имеется дополнительный разъем для подключения кабеля питания монитора. Этот разъем используется, если нет свободных электрических розеток. Специальным кабелем можно подключить питание монитора через блок питания компьютера. При этом мощность блока питания компьютера не расходуется, т.к. этот дополнительный разъем просто соединен параллельно с основным разъемом и, когда к основному разъему подключен кабель питания и он включен в электрическую розетку, то дополнительный разъем сам становится розеткой.
В блоке питания располагается трансформатор, выпрямитель и охлаждающий вентилятор. Внутрь компьютера из блока питания выходит несколько комплектов проводов для подключения к электрическому питанию системной платы, жесткого диска, дисководов. Для подключения дополнительных устройств, например дополнительного оптического дисковода, стриммера, в блоке питания предусмотрены свободные комплекты проводов.

пример из «жизни» компьютеров

Компания Seiko Epson сообщила о расширении линейки графических процессоров для мобильных устройств (mobile graphics engine) моделью S1D13732, которая является контроллеров ЖК-экранов для мобильных телефонов, КПК и мобильных информационных терминалов, оснащенных одномегапиксельной камерой. Образцы чипа в 161-контактном FCBGA-корпусе (8x8x1 мм) будут предлагаться заказчикам в ближайшее время.

S1D13732 отличается от предыдущих моделей, в частности, S1D13715, серийно выпускаемой в настоящее время, более высокой скоростью обработки графики. ЖК-контроллер обеспечивает аппаратную поддержку MPEG-4, а также H.263 (стандарта сжатия видео для Европы). Помимо всего прочего контроллер ЖК-экрана позволяет снизить энергопотребление сотовых телефонов, а блок, отвечающий за графику, предоставляет возможность записи и воспроизведения видео без специализированного ПО, а, значит, оснащать устройства ЦП с низким энергопотреблением.

S1D13732 оснащен 448 Кб встроенной памяти, интерфейсом камеры (поддерживаемые камеры – с разрешением до 1,3 млн. пикселей), интерфейсом двух ЖК-экранов с максимальным разрешением 240x320 пикселей.