Аппаратная реализация ПК

вывода
Сетевые устройства
Порты

Выход

телевизор), а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждому из которых поручена

определенная функция.

набор элементов, без которого работа ПК становится бессмысленной:
Системный блок
Монитор
Клавиатура
Мышь
Принтер
Сканер

принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и

производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между модулями.

Магистрально-модульный принцип

построения компьютера

СХЕМА

ВИДЫ ШИН

разрядным шинам (много проводным линиям), соединяющим все модули: шине данных,

шине адресов и шине управления.           Разрядность шины данных связана с разрядностью процессора
(имеются 8-, 16-, 32-, 64-разрядные процессоры).          Данные по шине данных могут передаваться от процессора к какому-либо устройству, либо, наоборот,
от устройства к процессору, т. е. шина данных является двунаправленной.К основным режимам работы
процессора с использованием шины данных можно отнести следующие: запись/чтение данных
из оперативной памяти, запись/чтение данных из внешней памяти, чтение данных с устройства ввода,
пересылка данных на устройство вывода.

Выбор абонента по обмену данными производит процессор, который формирует код адреса данного
устройства, а для оперативной памяти код адреса ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине,
причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам,
т. е. шина адреса является однонаправленной.
        Разрядность шины адреса определяет объезд адресуемой процессором памяти.
Имеются 16-, 20-, 24- и 32-разрядные шины адреса.           Каждой шине соответствует свое адресное пространство, т. е. максимальный объем адресуемой памяти:
216=64Кб
220=1Мб
224=16Мб
232=4Гб

оперативной памяти практически всегда различаются.           В первых отечественных персональных компьютерах

величина адресного пространства была иногда меньше,
чем величина реально установленной в компьютере оперативной памяти. Обеспечение доступа к такой памяти
происходило на основе поочередного (так называемого постраничного) подключения дополнительных
блоков памяти к адресному пространству.           В современных персональных компьютерах с 32-разрядной шиной адреса величина адресуемой памяти
составляет 4 Гб, а величина фактически установленной оперативной памяти значительно меньше и
составляет обычно 16 или 32 Мб.

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией (ввод/вывод),
и сигналы, синхронизирующие взаимодействие устройств, участвующих в обмене информацией.           Аппаратно на системных платах реализуются шины различных типов. В компьютерах РС/286 использовалась шина
ISA (Industry Standard Architecture), имевшая 16-разрядную шину данных и 24-разрядную шину адреса.
В компьютерах РС/386 и РС/486 используется шина EISA (Extended Industry Standard Architecture),
имеющая 32-разрядные шины данных и адреса. В компьютерах PC/ Pentium используется шина PCI
(Peripheral Component Interconnect), имеющая 64-разрядную шину данных и 32-разрядную шину адреса.
Подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется
с помощью контроллеров, адаптеров устройств (видеоадаптер, контроллер жестких дисков и т. д.),
а на программном уровне обеспечивается загрузкой в оперативную память драйверов устройств,
которые обычно входят в состав операционной системы.

вход команды, проводит вычисления и дирижирует работой остальных элементов компьютера
ПОДРОБНЕЕ

количество тактов в секунду. Такт — это промежуток времени между

началами подачи двух последовательных импульсов специальной микросхемой — генератором тактовой часто­ты, синхронизирующим работу узлов компьютера. На выполнение процессором каждой базовой операции (например, сложения) отводится определенное количество тактов. Ясно, что чем больше тактовая частота, тем больше операций в секунду выполняет процессор. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). 1 МГц = миллион тактов в секунду. За 20 с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась почти в 500 раз, от 5 МГц (процессор 8086, 1978 год) до 3,6 ГГц (процессор Pentium 4, 2005 год)

Таблица процессоров

Раз­рядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые могут передаваться или

обрабатываться процессором одновременно. Часто уточняют разрядность процессора и пишут 64/36, что означает, что процессор имеет 64-разрядную шину данных и 36-разрядную шину адреса.
В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 год) был установлен процессор, имевший разрядность 8/16, соответственно одновременно он обрабатывал 8 битов, а его адресное пространство составляло 64 килобайта.
Современный процессор Pentium 4 имеет разрядность 64/36, то есть одновременно процессор обрабатывает 64 бита, а адресное пространство составляет 68 719 476 736 байтов — 64 гигабайта.
Производительность процессора является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.). Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.

 

 

плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора

и оперативной памяти, а также слоты для установки контроллеров внешних устройств.

а также для постоянного хранения встроенного блока операционной системы;
ПОДРОБНЕЕ
Жесткий диск

(винчестер) – предназначен для постоянного хранения той информации, которая более или менее часто используется в работе. Винчестер значительно превосходит гибкие диски по скорости доступа, емкости и надежности.
ПОДРОБНЕЕ

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 (DIMM, RIMM, DDR), быстродействию, информационной емкости и так далее.
Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули, памяти обеспечивают частоту до 800 МГц, а их ин­формационная емкость может достигать 512-1024 Мбайт.

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 магнитно-информационная емкость жесткого диска может в сотни тысяч раз превышать информационную емкость дискеты и достигать 450 Гбайт.
В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

и данными между компьютерами, для хранения архивной информации, не используемой

в работе, для хранения запасных копий программ и данных на случай их разрушения на винчестере.

сравнению CD-дисками. Во-первых, используются лазеры с меньшей длиной волны, что

позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Во-вторых, информация на DVD-дисках может быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне.

золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана, но

только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW — Rewritable, перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок, информация может быть записана многократно.
Для записи и перезаписи на диски используются специальные CD-RW и DVD-RW-дисководы, которые обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска. Такие дисководы позволяют записывать и считывать информацию с дисков с различной скоростью. Например, маркировка CD-RW-дисковода «40x12x48» означает, что запись CD-R-дисков производится на 40-кратной скорости, запись CD-RW-дисков — на 12-крат­ной, а чтение — на 48-кратной скорости

и хранить данные в микросхемах. Карты flash-памяти не имеют в своем

составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти может достигать 1024 Мбайт. К недостаткам flash-памяти следует отнести то, что не существует единого стандарта и различные производители изготавливают несовместимые друг с другом по размерам и электрическим параметрам карты памяти.

Такой носитель информации называется дискетой. В центре дискеты имеется приспособление

для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.
При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание информации. Информационная емкость дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).
В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воз­действия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

клавиатуры мы вводи алфавитно-цифровые данные и управляем работой компьютера.
Стандартная клавиатура

имеет 104 клавиши и 3 информирующих о ре­жимах работы световых индикатора в правом верхнем углу.

Клавиатура

программ используются координатные устройства ввода информации: манипуляторы (мышь, трекбол).
В

оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол 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.
Манипуляторы имеют обычно две кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ. В настоящее время появились мыши с дополнительным колесиком, которое располагается между кнопками. Оно предназначено для прокрутки вверх или вниз не умещающихся целиком на экране изображений, текстов или Web-страниц.
Современные модели мышей и трекболов часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля.

Трекбол

английского слова TouchPad), которая представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную

к перемещению пальца и нажатию пальцем. Перемещение пальца по поверхности сенсорной панели преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши.

разрешающая способность которых обычно не превышает 640x480 точек.

формате.
Цифровые видеокамеры могут быть подключены к компьютеру, что позволяет сохранять

видеозаписи в компьютерном формате. Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272x1704 точек (всего до 3,9 млн. пикселей). Для хранения фотографий используются модули flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.

помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и

подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в Ipi (lines per inch — линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера.
В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 Ipi (перемещение пера по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на эк­ране монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024

ее входу телевизионную антенну, то по­является возможность просматривать телевизионные пере­дачи

непосредственно на компьютере.

изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов.
ПОДРОБНЕЕ

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. В отсканированном изображении количество различаемых цветов может достигать десятков миллиардов.
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).
Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.

установленной в компьютере.
Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей

и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видео-карте. Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.
ПОДРОБНЕЕ

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) Изображение на экране монитора
создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой.
Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим
напряжением (десятки киловольт) ЭЛТ и падает на внутреннюю
поверхность эк рана, покрытую люминофором (веществом,
светящимся под воздействием пучка электронов).
Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, так как люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра. Качество изображения тем выше, чем меньше размер точки изображения (точки люминофора), в высококачественных мониторах размер точки составляет 0,22 мм.
Однако монитор является также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Современные мониторы практически безопасны, так как соответствуют жестким санитарно-гигиеническим требованиям, за­фиксированным в международном стандарте безопасности ТСО'99.

кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали использоваться и

в настольных компьютерах.
LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущи­ми кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.
Преимущество ЖК-мониторов перед мониторами на ЭЛТ состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений и компактности.
Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 15, 17 и более дюймов.

в работе с ПК получили принтеры трех типов:
Матричные
Струйные
Лазерные

состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24),

которые под воздействием магнитного поля «выталкиваются» из головки и ударяют по бумаге (через красящую ленту). Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов. Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего (соответствует примерно качеству пишущей машинки).

под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу.

Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения.
Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту) и производят мало шума. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разрешающей способностью струйных принтеров, которая может достигать фотографического качества 2400 dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из 2400 точек (чернильных капель).
Недостаток требуют тщательного ухода за собой;

струйными: во-первых дают наилучшее качество печати (близкое к типографскому); во-вторых,

скорость печати выше в 4-5 раз. Высокое качество типографской печати лазерного принтера обеспечивается за счет высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более.
Недостатков не наблюдается

электрических и электронных схем и пр.) используются специальные устройства вывода

— плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера.

или наушники, которые подключаются к выходу звуковой платы.

стороне реализуется модуляция аналогового электрического сигнала ческого сигнала тоты (несущей)

последовательностями электрических импульсов. Компьютер посылает модему последовательности электрических импульсов, а модем преобразует цифровые сигналы компьютера в модулированный аналоговый сигнал.

Модем обеспечивает модуляцию и демодуляцию сигнала при его передаче по телефонным линиям.

ПОДРОБНЕЕ

мышь, внешний модем, …
USB – сканер, плоттер, web-камера, …

APG – монитор.
FireWire – кинокамера, …
S/PDIF-Out типа Coaxial – видео выход.
RJ-45 (Fast Ethernet) – выход в сеть (100Мб).
RJ-45 (Gigabit Ethernet) – выход в сеть (до 1Гб).
Mic-In – выход на микрофон.
Line-In – линейный звуковой выход.
Front, Center/Sub, Rear – входы на колонки.
S/PDIF-OUT TosLink – выход звука по оптическому кабелю.