Состав аппаратного обеспечения персонального компьютера

Оглавление

Введение. 1

Понятие вычислительной машины и принципы организации ее работы.. 2

Основные компоненты персонального компьютера. 4

Системный блок. 4

Внутренние устройства ПК.. 7

Материнская плата. 7

Центральный процессор. 8

Оперативная память. 8

ПЗУ.. 9

BIOS. 9

Тактовый генератор. 9

Накопитель на жёстком диске. 9

Дисковод на 3.5`. 10

Оптические накопители. 11

Видеокарта. 12

Картридер. 13

Блок питания. 14

Внешние устройства ПК.. 15

Клавиатура. 15

Манипулятор мышь. 16

Монитор. 17

Сканер. 19

Принтер. 20

Плоттер. 21

Заключение. 22

Литература. 23

Введение

Аппаратное обеспечение  (Hardware, железо)  – это  все те компоненты, из которых состоит компьютер, а также оборудование для организации локальных и глобальных сетей.

Под аппаратным обеспечением персонального компьютера понимают всю совокупность устройств, которые обеспечивают не только его работу, но также позволяют ему выполнять дополнительные функции. По сути дела, персональный компьютер представляет собой электронный конструктор, который пользователь может собирать самостоятельно. И от того, какие элементы он будет использовать – в конечном счете, будет зависеть его мощность и функциональные возможности. Собственно в этом и состояла основная задача его разработчиков — создать такое устройство, которое можно было бы модифицировать постепенно, по мере появления средств, а основу можно собрать с самыми минимальными затратами и сразу же приступить к работе.

Понятие вычислительной машины и принципы организации ее работы

Вычислительная машина - это техническое устройство обработки информации.

Кроме обработки информации, вычислительная машина выполняет функции

ввода, хранения, вывода информации.

Общие принципы работы универсальных вычислительных устройств были сформулированы известным математиком Джоном фон Нейманом.

Общая схема работы вычислительной машины, или компьютера:
- компьютер может работать только по заранее разработанной программе,
- программа представляет собой последовательность специальных команд, которые выполняются одна за другой, сначала первая, потом вторая, третья, и т. д., пока не выполнится последняя команда.
- последовательность команд может быть изменена при помощи команд, передающих управление на выполнение других команд, не обязательно следующих за текущей командой.

Таким образом, некоторые последовательности команд могут выполняться неоднократно в течение нескольких циклов.

Для выполнения программа размещается на устройстве, которое называется памятью, или основной, системной памятью.

Каждая команда размещается в отдельной ячейке памяти, имеющей свой адрес, по которому может быть осуществлен прямой непосредственный доступ.

Устройство управления, имея адрес ячейки памяти, в которой находится первая команда программы, извлекает эту команду и передает на выполнение в арифметическо-логическое устройство.

Набор команд, которые может выполнить арифметическо-логическое устройство, определяется при разработке и совершенствовании этого устройства.

Последовательность команд выполнятся автоматически до выполнения последней команды.

В общем случае команды могут задавать:
выполнение арифметических или логических операций,
чтение данных из памяти,
запись данных в память,
чтение данных из внешних устройств,
запись данных на внешние устройства.

В современных компьютерах устройство управления и арифметическо-логическое устройство объединены в одно, которое называется процессором (или центральным процессором).

В настоящее время процессоры производятся на отдельном кристалле (чипе) по специальным микротехнологиям, называются центральными микропроцессорами (определяют тип компьютера). Он управляет работой компьютера с помощью программы, которая может прерываться по специальным сигналам-прерываниям от внешних устройств для выполнения срочных действий.

Основные компоненты персонального компьютера

Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонентов:

• системного блока;
• монитора;
• клавиатуры;
• мыши.

Системный блок

Системный блок – самый главный блок компьютера. К нему подключаются все остальные блоки, называемые внешними или периферийными устройствами. В системном блоке находятся основные электронные компоненты компьютера.

  Самой важной платой компьютера является системная плата. На ней находятся центральный процессор, сопроцессор, оперативное запоминающее устройство – ОЗУ и разъемы для подключения плат-контроллеров внешних устройств.
В системном блоке размещаются:

• блок питания - устройство, преобразующее переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока.
• системная плата (материнская плата);
• магистраль (системная шина);
• процессор;
• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
• постоянная память (ПЗУ);
• разъемы для подключения плат-контроллеров внешних устройств;
• звуковая карта;
• видеокарта (графическая карта);
• накопитель на жёстком магнитном диске;
• дисковод для гибких магнитных дисков;
• оптические, магнитооптические и пр. накопители;
• накопитель CD-ROM, DVD-ROM;

Устройства компьютера, расположенные внутри системного блока называются внутренними.

Устройства компьютера, подключенные к системному блоку извне называются внешними.

Корпус системного блока может иметь две модификации: с вертикальным расположением, такие корпуса носят название – tower («башня»), и с горизонтальным расположением – desktop («настольный»).

Внутренние устройства ПК

Рассмотрим основные компоненты, которые содержат практически все блоки ПК:

Материнская плата

Материнская плата – это сложная многослойная печатная плата, к которой подключаются остальные компоненты компьютера. Материнская плата покрыта сетью медных проводников-дорожек, по ним электропитание и данные поступают к смонтированным на плате микросхемам и слотам, в которые вставляются остальные устройства компьютера.

Центральный процессор

Является «мозгом» цифровой системы. Именно он, выполняя команды программного обеспечения (программ, загруженных в компьютер), заставляет работать материнскую плату и выполнять различные действия –

считывать данные с клавиатуры, выводить изображение на монитор, печатать на принтере и т. п.

Оперативная память

Электронный компонент, позволяющий процессору хранить необходимые данные во время своей работы. Такая память называется ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Память содержит данные, пока к ней подводится питание. Когда компьютер выключен – все содержимое памяти стирается.

ПЗУ

В микросхеме постоянной памяти (ПЗУ) хранится программа самотестирования, которая выполняется сразу после включения питания ПК. После самотестирования эта программа выполняет загрузку оперативной системы с диска ПК. В ПЗУ данные записываются только один раз на заводе изготовителе и хранятся независимо от того подаётся на неё питание или нет.

BIOS

(Basic Input/Output System), выполненная на базе специальной микросхемы, содержит набор программ ввода/вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут работать с устройствами компьютера на физическом уровне.

В набор программ BIOS входят - программа тестирования компьютера и его устройств, которая запускается при включении компьютера,
- и программа setup, которая позволяет изменять параметры, определяющие конфигурацию компьютерной системы и необходимые для работы программ.

Тактовый генератор

Служит для выработки специальных импульсов для синхронизации, например, работы микропроцессора и системной шины.

Накопитель на жёстком диске

Имеет ещё одно устоявшееся название — «винчестер». Устройство предназначено для записи и чтения различных пользовательских данных – программ, фотографий, видео, текстов и т. д., выпускается различной ёмкости – от нескольких гигабайт и до нескольких терабайт (для справки: старые винчестеры имели объём намного меньший – от нескольких мегабайт до 1 гигабайта). Используется в системном блоке в качестве основного хранилища всех данных, так как имеет высокую скорость чтения-записи (намного выше, чем у устройств для работы с оптическими дисками и «флеш» - накопителями).

Дисковод на 3.5`

Устарел, в новых моделях не устанавливается. Устройство для чтения носителей информации на магнитных дисках – дискетах. На сегодняшний день полностью вытеснено современными USB — «флешками» и «флеш-картами».

Оптические накопители

Устройство для работы с  оптическими носителями.  Предназначены для чтения и, как правило, записи/перезаписи с оптических дисков.

Устройства CD-ROM используют носители, емкостью до 650 Мбайт. Носитель представляет собой диск со светоотражающим слоем на одной стороне, на которой хранится информация.

На диск нанесена дорожка спираль от центра к краю диска, состоящая из отражающих и не отражающих свет точек.

Считывание производится лазерным лучом.

Луч лазера прожигает пленку на поверхности диска, меняя его отражательную способность.

Перезапись невозможна.

Такие диски читаются на любом приводе CD-ROM.

Накопители CD-R позволяют делать одноразовую запись на диск.

Накопители CD-RW позволяют делать многократную запись на диск. Здесь используется свойство рабочего слоя переходить под действием лазерного луча в кристаллическое или аморфное состояние, имеющее разную отражательную способность.

Такие диски могут не читаться на некоторых, особенно устаревших приводах CD-ROM.

Накопители DVD (Digital Versatile Disc) - цифровой универсальный диск, предназначен для хранения видео, аудио высокого качества, компьютерной информации большого объема.

Односторонние однослойные DVD имеют емкость 4,7 Гбайт информации, двухслойные - 8,5 Гбайт; двухсторонние однослойные вмещают 9,4 Гбайт, двухслойные - 17 Гбайт.

Плотность записи выше, чем у обычных CD-ROM.

Накопители DVD могут читать обычные CD-ROM-диски. Двухскоростные накопители DVD могут читать и CD-R, и CD-RW-диски.

Видеокарта

Специальная плата, которая устанавливается в системный блок и позволяет осуществлять вывод изображений на монитор. От того, какой вычислительной мощности видеокарта установлена в системный блок, зависят его графические свойства – разрешение изображения, количество воспроизводимых цветов, глубина цвета, скорость вывода картинки на экран, скорость обработки видеоизображений и ещё ряд дополнительных параметров.

·          

·          

·          

·          

·          

Картридер

Этот компонент обеспечивает чтение различных современных носителей информации («флеш-карт»), с других цифровых устройств – смартфонов, фотоаппаратов, видеокамер и т. п.

Блок питания

Устройство обеспечивает питание всех компонентов, входящих в состав системного блока. Мощности этого блока должно хватать для нормальной работы всех составляющих, в противном случае он быстро выйдет из строя из-за перегрузки.

Из назначения основных компонентов видно, что именно системный блок обеспечивает вычислительные функции и управление внешними, периферийными устройствами – монитором, клавиатурой, мышью, принтером и прочее. Именно от его «вычислительной мощности» зависит быстродействие всего персонального компьютера в целом.

Внешние устройства ПК

Клавиатура

Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер.

Представляет собой устройство для ввода информации в компьютер. Содержит набор букв и цифр соответствующий стандарту печатной машинки, а также дополнительные клавиши, служащие для управления курсором и выполняющие различные функции в зависимости от программного обеспечения (функциональные клавиши).

В настоящее время существует большое количество видов клавиатур, отличающихся в основном эргономическими качествами.

В клавиатуру встраиваются дополнительные устройства, такие как микрофон, акустическая система, тачпад и др.

Клавиатура может оснащаться дополнительными клавишами, например Старт, для использования на компьютерах с операционной системой Windows.

Несмотря на эти новшества, основное назначение клавиатуры - ввод символьной информации.

Манипулятор мышь

Мышь - манипулятор, созданный для удобства ввода информации в компьютер.

Мышь не заменяет клавиатуру. Мышь получила распространение на компьютерах, на которых используются операционная система с графическим интерфейсом, например, Windows.

Мышь представляет собой устройство для управления графическим указателем (стрелкой) на экране в приложениях. При помощи этого манипулятора можно перемещать графические объекты, нажимать виртуальные кнопки, выполнять определённые действия. Основным достоинством «мышки» является возможность мгновенно попасть указателем в любую точку экрана.

Мышь имеет две или три кнопки.

Двухкнопочная мышь может иметь специальное колесико между клавишами для быстрого просмотра многостраничной информации.

Такое же назначение имеет качающаяся средняя кнопка.

Механические мыши используют шарик, передающий перемещение мыши на специальные датчики.

Более точного позиционирования позволяет достичь оптическая мышь, для работы которой используется специальный коврик с мельчайшей сеткой темных и светлых полос.

Мышь может быть подключена к компьютеру через последовательный СОМ-порт, порт PS/2, порт USB. Последний вариант предпочтительней. Используются и беспроводные мыши, работающие в инфракрасном диапазоне или на радиочастотах.

Монитор

Монитор – это устройство визуального представления данных.

Одна из важных частей персонального компьютера. От технических возможностей монитора будет зависеть не только качество выводимого на экране изображения, но и комфортность работы за ним.

По своему конструктивному исполнению, все современные мониторы можно условно разделить на четыре типа:

    ЭЛТ-мониторы. Устройства, в которых изображение выводится при помощи электронно-лучевой трубки. На сегодняшний день используются крайне редко, они почти полностью вытеснены новыми моделями, имеющими более высокие технические параметры;

    Жидкокристаллические мониторы (LCD), выполненные по технологии «жидких» кристаллов;

Экран подобного LCD (Liquid Crystal Display) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда.

Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому LCD нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.

Основным достоинством LCD являются их габариты (экран плоский). К недостаткам можно отнести недостаточное быстродействие при изменении изображения на экране, что особенно заметно при перемещении курсора мыши, а также зависимость резкости и яркости изображения от угла зрения.

    Плазменные мониторы (PDP), в которых картинка выводится на плазменной панели.

Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров (фосфоресцирующие вещества) при воздействии на них ультрафиолетового излучения. В свою очередь это излучение возникает при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде между электродами с управляющим напряжением образуется проводящий «шнур», состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы)(аналогичный принцип работы реализован в лампах дневного света — газ в колбе (стеклянной трубе) начинает светиться при пропускании напряжения через него) . Поэтому-то газоразрядные панели, работающие на этом принципе, и получили название «газоразрядных» или «плазменных» панелей.

Сканер

Сканер - устройство ввода в компьютер информации с бумажного или другого немашинного носителя.

Отраженный от сканируемого изображения свет попадает на матрицу или линейку светочувствительных элементов на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), которые преобразуют аналоговый сигнал в цифровой.

    Ручные сканеры необходимо перемещать рукой, стараясь выдерживать определенную скорость и равномерность перемещения. Они имеют небольшую ширину захвата и невысокое разрешение.

    В планшетных сканерах сканирующая головка перемещается относительно изображения с помощью шагового двигателя.

    Рулонные сканеры протягивают сканируемые изображения через сканирующее устройство.

    Барабанные сканеры в качестве светочувствительного элемента используют фотоэлектронный умножитель, что позволяет получать высококачественный результат.

Принтер

Принтер – устройство для вывода на бумагу текстов и графических изображений.

Типы принтеров:

    матричные принтеры (дешёвые, качество печати невысокое, скорость печати 1 страница/мин., не цветные);

    струйные  принтеры (средние цены, качество печати высокое, скорость печати 1страница/мин., цветные и монохромные);

    лазерные принтеры (высокие цены, качество печати высокое, скорость печати 4–15 страниц/мин., цветные и монохромные).

Плоттер

Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода на бумагу чертежей. Обычный плоттер использует листы форматом А1. Скорость печати примерно 1 лист/час.

Заключение

 Развитие электронной  промышленности  осуществляется  такими  быстрыми темпами,  что  буквально  через   один   год,  сегодняшнее   "чудо  техники" становится  морально  устаревшим.  Однако  принципы  устройства   компьютера остаются неизменными еще с того  момента,  как  знаменитый  математик   Джон фон  Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве  и  функционировании универсальных вычислительных устройств.

      К  тому  же,   каждый   пользователь,   эксплуатирующий   персональный

компьютер, знает круг задач для решения, которых  он  использует  компьютер,

следовательно,  и  20  лет  назад  приобретенная  "286-я  машина"   исправно

работающая, удовлетворяющая запросы  того  или  иного  специалиста  является незаменимым его помощником в повседневном труде.

      Поэтому мы имеем  наглядное  представление  о  том,

какое  ведущее  место  в  жизни  общества   занимают   в   настоящее   время

персональные компьютеры, сфера применения которых безгранична.

Литература

1.     Жаров А. Железо, или все о современном компьютере. М.: МикроАрт, 2006

2.     Каймин В.А. Информатика: Учебник. — М.: ИНФРА-М, 2003

3.     Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия ПК 2003. М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003

4.     Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК. М.: Вильямс, 2007

5.     Симонович С.В. Вычислительные машины и сети. М.: СВК, 2006

6.     Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. — СПб.: Питер, 2004

7.     Гаврилова З. А.  Модернизация аппаратного обеспечения персональных компьютеров, серверов, периферийных устройств и оборудования. /Учебник для студентов среднего профессионального образования.: Издание: Академия (Academia), 2016

8.     Максимов Н.В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. Учебник.: Изд-во: Форум, 2006

9.     Струмпэ Н.В. Аппаратное обеспечение ЭВМ: Учебник для начального профессионального образования.: Издание: Академия (Academia), 2014

10. Тормышев Ю.И. Лабораторный практикум по дисциплине «Периферийные устройства ЭВМ»: БГУИР, 2004.

11. Петров В.Н. Информационные системы. С-Пб., 2002

12. Савельев А.Я. Основы информатики. М., 2001

13. Симонович С. В. Общая информатика. Универсальный курс. - Питер: ООО «Питер Пресс», 2008

14. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. БИНОМ, Лаборатория знаний, 2006

15. Киселев С.В. Оператор ЭВМ – М: Издательский центр «Академия», 2006

16. Фигурнов В.Э. IBM для пользователей.-  М.: ИНФА - М, 2011

Интернет-ресурсы

17. https://helpiks.org/5-15211.html

18. Энциклопедия Википедия //Интернет-ресурс. ru.wikipedia.org/

19. Энциклопедия персонального компьютера. http://mega.km.ru/pc/

20. https://studbooks.net/2042689/informatika/obespechenie_elektronnogo_uchebnika

Скачано с www.znanio.ru