прилагаемого текстового файла

УСТРОЙСТВО ПК. СИСТЕМНЫЙ БЛОК И ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА: КЛАССИФИКАЦИЯ,
ПРИНЦИП РАБОТЫ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1. БАЗОВАЯ АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав
оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Современный персональный
компьютер представляет базовую конфигурацию из следующих основных компонентов:
системный блок, монитор, клавиатура и мышь. Этих компонентов достаточно, чтобы приступить к
работе. При этом другие подключаемые устройства позволяют значительно расширить спектр
функций современного ПК (принтеры, сканеры, звуковые колонки и прочее). В свою очередь
главная роль отведена системному блоку – многосоставному устройству, включающему в себя
множество сложнейших и необходимых для его функционирования компонентов.
Монитор. Другое название – дисплей. Это устройство предназначено для визуального
отображения графической информации, отправляемой с видеоадаптера. По конструкции
мониторы делятся на жидкокристаллические (ЖК) и мониторы, построенные на базе электроннолучевых трубок (ЭЛТ). Последние постепенно вытесняются. Преимущество ЖК-мониторов
заключается в низком энергопотреблении, отсутствии эффекта мерцания, более низкой массе и
более удобных габаритах, при которых в глубину ЖК-монитор составляет всего 5-10 см.
Также не стоит забывать про большое количество испускаемого ЭЛТ-монитором вредного
электромагнитного излучения, практически отсутствующего в ЖК-мониторах.
Основной характеристикой монитора является его диагональ. Наиболее популярными сегодня
являются диагонали 19-24 дюйма. В последнее время мониторы выпускают в соотношении сторон
16:9 вместо 4:3.
Клавиатура. Относится к устройствам ввода информации и необходима для ввода данных в
компьютер от пользователя.
Основной характеристикой клавиатуры являются её форма и наличие дополнительных клавиш.
Наиболее удобными в использовании являются мультимедиа-клавиши, позволяющие управлять
мультимедиа-приложениями.
Также нельзя не отметить присутствие на рынке беспроводных клавиатур, позволяющих
избавиться от ограничений, налагаемых проводами.
Мышь. Преобразует механические движения самого устройства в движение курсора на экране.
Это устройство предназначено для управления, выполнения различных манипуляций и ввода
данных в компьютер. Мышь воспринимает перемещение корпуса в рабочей плоскости и
сообщает эти данные в компьютер, перемещая курсор на экране. Сегодня популярными являются
оптические и лазерные мыши. Последние отличаются более точным управлением перемещения
курсора.
Мыши, подобно клавиатурам, также бывают беспроводными.
2. УСТРОЙСТВО СИСТЕМНОГО БЛОКА
Системный блок современного персонального компьютера зачастую представляется в отдельном
корпусе (вертикальном, горизонтальном).
Сегодня становятся популярными моноблоки, где содержимое системного блока укомплектовано
в корпус монитора.
Основу системного блока представляет материнская плата – основная микросхема компьютера, к
которой подключаются почти все остальные устройства. В общей схеме к материнской плате
подключаются: видеоадаптер, процессор, оперативная память, накопитель на жестких дисках,
оптический привод, устройство для чтения карт памяти и иные платы расширения (TV-тюнер,
сетевая карта и т.д.). В зависимости от назначения конфигурация компьютера может сильно
изменяться, дополняясь различными комплектующими, подключаемыми к материнской плате.
Мы рассмотрим подробно классическую конфигурацию современного ПК.
Материнская плата. Объединяет и координирует работу всех подключенных к ней
комплектующих. На этой главной электронной плате размещены основные интегральные схемы
компьютера. Часть из них размещается в гнезда, часть подключается при помощи кабелей и
шлейфов, а часть является интегрированной в микросхему самой платы. Зачастую встроенными
являются звуковая карта и сетевой адаптер. В некоторых случаях встроенным бывает и
видеоадаптер, но, как правило, его производительности хватает лишь на выполнение простых
офисных задач, связанных с работой над текстом, веб-браузингом, просмотром изображений и т.
д.
Основной характеристикой материнской платы является производительность чипсета, так как он
влияет на производительность всей системы в целом. В настоящее время большинство чипсетов
материнских плат выпускаются на базе двух микросхем, исторически получивших название
«северный мост» и «южный мост». «Северный мост» обычно управляет взаимосвязью
процессора, оперативной памяти и графического порта. «Южный мост» называют также
функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков,
функции контроллера шины PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USВ и т. п.
Центральный процессор. Основное электронное устройство, выполняющее вычисления и
обработку данных в компьютере. Представляет собой небольшое устройство размером примерно
со спичечную коробку в форме квадратной пластины с расположенными на ней контактами
(ножками), подключаемое к разъему на материнской плате.
Основной характеристикой процессора является его тактовая частота – количество элементарных
выполняемых операций в секунду и, как следствие, его производительность. Тактовая частота
современных процессоров измеряется в миллиардах герц – гигагерцах (ГГц).
Ведущими на рынке процессоров для ПК являются компании Intel, AMD и IBM. На рынке
представлены
модели
многоядерных
процессоров,
позволяющих
поддерживать
многопоточность, тем самым повышая общий уровень производительности. К 2012 году уже
освоено производство 8-ядерных процессоров для домашних компьютеров, и 16-ядерных для
серверных систем.
Для охлаждения процессора и поддержания рабочих температур сверху всегда устанавливают
систему охлаждения (радиатор и кулер).
Видеоадаптер. Также его называют видеокартой. Это устройство предназначено исключительно
для обработки графики и видеоданных. Видеокарта является промежуточным звеном между
процессором и монитором, который непосредственно подключается к видеокарте. Видеокарта
преобразует данные с процессора в поток, отправляемый на монитор, на котором мы можем
видеть понятную для нас визуальную информацию. Современные видеокарты не ограничиваются
простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может
производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора
компьютера.
Основными характеристиками видеокарт являются производительность графического процессора
видеокарты и объем видеопамяти. Видеокарты, адаптированные под современный графический
порт PCI-Express имеют возможность подключения сразу нескольких видеокарт на одну
материнскую плату. При этом вся нагрузка делится между адаптерами, тем самым повышая
общую графическую производительность системы. Современные видеокарты оснащены
цифровым интерфейсом DVI, предназначенным для подключения к ним жидкокристаллических
дисплеев, и мультимедийным интерфейсом HDMI. Производительность интерфейса DVI выше,
чем ранее используемого VGA, так как он является полностью цифровым. А интерфейс HDMI
позволяет подключаться к современным телевизорам, передавая также аудиопоток.
Оперативная память. Является запоминающим устройством, предназначенным для временного
хранения данных и команд. Этот тип памяти еще называют энергозависимой, так как при
отключении компьютера от сети все данные пропадают. Представляет собой модули памяти,
содержащие полупроводниковые интегральные схемы запоминающих устройств, где в банке
памяти каждая ячейка представляет собой конденсатор на основе перехода КМОП-транзистора.
Основной характеристикой оперативной памяти является её объем (Гб). Сегодня актуальны два
основных типа памяти: DDR2 и DDR3. Их различие кроется как в схемах плат, так и в
производительности и энергопотреблении, хотя внешне они довольно схожи.
Оперативная память DDR работает в двухканальном режиме. При этом достигается удвоенная
скорость работы, нежели в SDRAM, за счёт считывания команд и данных не только по фронту, как
в SDRAM, но и по спаду тактового сигнала. За счёт этого удваивается скорость передачи данных
без увеличения частоты тактового сигнала шины памяти.
Накопитель на жестких дисках. Это основное запоминающее устройство, предназначенное для
долгосрочного хранения данных. В отличие от оперативной памяти имеет возможность хранить
данные при отсутствии питания (энергонезависима). Вся информация сохраняется на
металлических магнитных дисках, расположенных друг над другом, покрытых слоем
ферромагнитного материала, откуда считывается и записывается подвижной головкой. В данном
устройстве сам носитель информации совмещён в корпусе с накопителем, приводом и блоком
электроники.
Основной характеристикой жестких дисков является объем памяти (Тб). Выпускаемые сегодня
жесткие диски уже перешагнули за отметку в 3 Тб (Терабайт). Жесткий диск – очень высокоточное
устройство с большим количеством подвижных элементов. В связи с этим следует оберегать его от
сотрясений, ударов и резких перепадов температуры. Это может вывести устройство из строя.
Оптический привод и оптические накопители. Оптический (лазерный) привод – это устройство,
имеющее механическую составляющую, и предназначенное для считывания/записи информации
с оптических носителей информации. Название «оптический привод» включает в себя несколько
типов приводов, предназначенных для чтения различных типов дисков: CD – компакт-диски
(объем около 700 Мб), DVD – цифровые универсальные диски (объем односторонних
однослойных дисков – около 4,7 Гб) и Blu-ray (25-128 Гб и выше). Основные отличия заключаются
в объеме данных, внешне же они идентичны.
Основные характеристики – объем накопителя и скорость чтения/записи. Также не стоит
забывать, что некоторые виды дисков позволяют записывать/перезаписывать на них данные. Для
этого необходимо наличие привода, поддерживающего запись дисков.
Операция по записи данных на оптический диск называется прόжигом и несколько отличается от
обычного метода записи данных, допустим, на флоппи или жесткий диск.
Устройство чтения карт памяти. Предназначено для обмена информации с различными видами
карт памяти. Теперь наличие подобного устройства становится стандартом конфигурации
системного блока. Связанно это с тем, что рынок цифровой техники изобилует разнообразием
многочисленных карт памяти, и единый стандарт на какой-нибудь один вид отсутствует. В связи с
этим пользователь вынужден иметь универсальное устройство, имеющее возможность считывать
и сохранять данные на любой вид карт памяти. Подключается это устройство во внешний или
внутренний USB-порт материнской платы.
Звуковая карта. Данное устройство предназначено для записи, воспроизведения и обработки
звуковых данных в компьютере. Звуковые карты бывают внешними (в отдельном корпусе, вне
системного блока), внутренними (в виде отдельной платы) и встроенными в материнскую плату.
Последний вариант наиболее распространен и подходит как для домашних, так и для офисных
потребностей.
Основными характеристиками звуковых карт являются соотношение сигнал/шум, определяющее
чистоту звучания (без посторонних шумов и помех) и частота дискретизации, определяющая
какого качества звуковые файлы можно воспроизводить через данную карту. Однако эти свойства
напрямую зависят от качества акустической системы (аудиоколонок).
3. ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и
предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная
система приобретает гибкость и универсальность .
USB-флеш-накопитель. Это запоминающее устройство, использующее в качестве накопителя
флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по USB
интерфейсу. Обычно эти устройства имеют форму карманной зажигалки и USB интерфейс,
позволяющий подключиться к любому устройству, имеющему данный вход.
Основной характеристикой является объем памяти (Гб). Размеры варьируются от нескольких
мегабайт до 256 Гб . Высокая скорость передачи данных и объемы в несколько десятков гигабайт
позволяют данному устройству целиком заменить как дискеты, так и местами оптические диски.
Единственным преимуществом дискет и оптических дисков остаётся низкая стоимость самих
носителей информации.
Сетевая карта. Данное устройство поставляется в виде отдельной платы или во встроенном в
материнскую плату виде. Сетевая карта предназначена для подключения компьютера к локальной
сети. Однако, через сетевые карты возможно подключение и других сетевых устройств, например,
DSL-роутеров и иного сетевого оборудования.
Основной характеристикой сетевой карты является скорость передачи данных. Стандарты
соответствуют скоростям в 10, 100 и 1000 Мбит/сек (Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet
соответственно).
Акустическая система. Наличие этого устройства необходимо для воспроизведения звука со
звуковой карты компьютера. Акустическая система преобразует электрические сигналы со
звуковой карты в колебания воздуха или, проще говоря, в звук. Современные акустические
системы снабжены встроенными усилителями, позволяющими достичь более громкого звука.
Выпускаемые сегодня акустические системы поддерживают многоканальный звуковой поток и
снабжаются комплектом из нескольких колонок.
Принтер. Это устройство используется для вывода на бумагу текстовой или графической
информации с компьютера. Существуют сублимационные, твердочернильные, лазерные,
струйные и матричные принтеры. Каждый тип принтеров имеет свои преимущества и недостатки.
В офисной печати наиболее популярны лазерные принтеры, которые характеризуются высокой
скоростью печати и низкой стоимостью расходных материалов. Струйные принтеры способны
печатать изображения отличного качества, но при этом скорость печати остается намного ниже,
чем у лазерных принтеров. Матричные принтеры отличаются использованием самых дешевых
расходных материалов, что можно отнести к его плюсам. К отрицательным сторонам применения
этого типа принтеров стоит отнести высокий уровень шума, низкую скорость печати и отсутствие
цветопередачи.
Сканер. Это устройство предназначено для ввода (оцифровки) текста и изображений с бумажных
носителей в компьютер.
Основными характеристиками сканеров являются разрешение и скорость сканирования. Чем
выше разрешение, тем точнее будет выглядеть сканируемое изображение.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, перечисленные компоненты в общей совокупности позволяют использовать наибольший
потенциал современных ПК. Но помните, что подбор компонентов системного блока и их
сочетание напрямую влияет на общую производительность вычислительной системы. Как в цепи
крепость определяют по самому слабому звену, так и в компьютере общая производительность
рассчитывается по показателю самого менее мощного компонента. Так, к примеру, в
операционной системе Microsoft Windows 7 каждый аппаратный компонент получает отдельную
оценку индекса производительности (процессор, оперативная память, графика, жесткий диск), а
базовое значение индекса производительности компьютера в целом определяется самым слабым
из компонентов.