Тема 2.1 Апаратне забезпечення пк. Функціональна схема пк
ЕОМ 40-х і 50-х років були дуже великими пристроями і займали величезні приміщення, заповнені шафами з електронним обладнанням. Перший крок до зменшення розмірів комп'ютерів став можливим після винаходу в 1948 році транзисторів - мініатюрних електронних приладів, що змогли замінити в комп'ютерах електронні лампи. Комп'ютери, які використовували транзистори, з'явилися в другій половині 50-х років. Вони були в сотні разів менші за лампові комп'ютери однакової продуктивності. В середині 60-х років був підготовлений ще один крок до мініатюризації комп'ютерів були створені інтегральні схеми, або чіпи. Перший комп'ютер на інтегральних схемах був випущений в 1968 році. В 1970 році був зроблений ще один важливий крок на шляху до персонального комп'ютера - була сконструйована інтегральна схема, аналогічна за своїми функціями центральному процесору великої ЕОМ. Так з'явився перший мікропроцесор. На початку 1975 року був створений перший комп'ютер, побудований на основі мікропроцесора INTEL-8080.
У 1981 році фірмою ІВМ було створено персональний комп'ютер ІВМ РС(Іпіетаііопаі Виsіпеss Масhіпеs Corроrаtіоn), який дуже швидко набув великої популярності у користувачів завдяки принципу відкритої архітектури. В цьому комп'ютері була закладена можливість вдосконалення його окремих частин та використання нових пристроїв. Фірма ІВМ забезпечила можливість збирання ІВМ РС із незалежно виготовлених частин аналогічно дитячому конструктору. В комп'ютері були використані комплектуючі різних фірм, а його програмне забезпечення було доручено розробити фірмі Microsoft. Фактично ІВМ РС став стандартом персонального комп'ютера. Зараз такі комп'ютери (сумісні з ІВМ РС) складають більшість з усіх персональних комп'ютерів, що виробляються у світі.
Будова ПК. На основній електронній платі комп'ютера ІВМ РС (системній, або материнській, платі) розміщені тільки ті блоки, які здійснюють обробку інформації (обчислення). Схеми, що керують рештою пристроїв комп'ютера – монітором, дисками, принтерами і т.ін., реалізовані на окремих платах, які встановлюються в стандартні роз'єми на системній платі – слоти. До цих електронних схем підводиться електроживлення з єдиного її живлення, а для зручності та надійності все це розміщується в загальному корпусі – системному блоці.
Завдяки відкритій архітектурі ІВМ РС користувачі можуть самостійно розширювати можливості своїх комп'ютерів, підєднуючи відповідні пристрої у вільні роз'єми на системній платі.
Причинами стрімкого росту індустрії персональних комп'ютерів є: простота використання; можливість індивідуальної взаємодії з комп'ютером без посередників та обмежень; відносно високі можливості переробки інформації; висока надійність та простота ремонту, що базуються на інтеграції компонентів комп'ютера; наявність програмного забезпечення, яке охоплює практично всі сфери людської діяльності.
Як же побудований цей "конструктор"? На основній електронній платі комп'ютера ІВМ РС (системній, або материнській, платі) розміщені тільки ті блоки, які здійснюють обробку інформації (обчислення). Схеми, що керують рештою пристроїв комп'ютера – монітором, дисками, принтерами і т.ін., реалізовані на окремих платах, які встановлюються в стандартні роз'єми на системній платі – слоти. До цих електронних схем підводиться електроживлення з єдиного блока живлення, а для зручності та надійності все це розміщується в загальному корпусі – системному блоці.
Завдяки відкритій архітектурі ІВМ РС користувачі можуть самостійно розширювати можливості своїх комп'ютерів, під'єднуючи відповідні пристрої у вільні роз'єми на системній платі.
Персональні комп'ютери є найрозповсюдженішими комп'ютерами, їх потужність постійно зростає, а сфера застосування постійно розширюється. Причинами стрімкого росту індустрії персональних комп'ютерів є:
простота використання;
можливість індивідуальної взаємодії з комп'ютером без посередників та обмежень;
відносно високі можливості переробки інформації;
висока надійність та простота ремонту, що базуються на інтеграції компонентів комп'ютера;
наявність програмного забезпечення, яке охоплює практично всі сфери людської діяльності.
Персональні комп'ютери можуть об'єднуватися в мережі, що дозволяє багатьом користувачам легко обмінюватися інформацією.
Зазвичай персональні комп'ютери ІВМ РС складаються з трьох блоків:
системного блока;
клавіатури, яка дозволяє вводити інформацію в комп'ютер;
монітора (або дисплея), що призначений для відображення текстової та графічної інформації.
У системному блоці розташовані основні вузли комп'ютера:
електронні схеми, які управляють роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять і т. ін.);
накопичувач на жорсткому магнітному диску, призначений для читання та запису на жорсткий магнітний диск (вінчестер);
накопичувачі (або дисководи) для гнучких магнітних дисків, які використовуються для читання та запису на гнучкі магнітні диски (дискети);
блок живлення.
Головним елементом персонального комп'ютера є мікропроцесор. Він здійснює виконання програм, що працюють у комп'ютері, та керує роботою інших пристроїв комп'ютера. Швидкість роботи мікропроцесора визначає швидкодію комп'ютера. Основною характеристикою мікропроцесора є так-това частота - кількість елементарних операцій (тактів), що виконуються за одну секунду. Тактова частота вимірюється в мегагерцах (МГц). Різні моделі мікропроцесорів виконують арифметичні операції (наприклад, додавання або множення) за різну кількість тактів.
Дуже важливим елементом комп'ютера є оперативна пам'ять, з якої мікропроцесор бере програми та вихідні дані для обробки, а потім записує до неї отримані результати. Назву "оперативна" ця пам'ять отримала тому, що вона працює дуже швидко, але необхідно пам'ятати, що після вимкнення комп'ютера, інформація, яка знаходилась в оперативній пам'яті, зникає.
Для достатньо швидкодіючих комп'ютерів необхідно забезпечити швидкий доступ до оперативної пам'яті, інакше мікропроцесор не буде працювати на повну потужність, і швидкодія комп'ютера зменшиться. Для цього комп'ютери можуть обладнуватися кеш-пам'яттю, тобто "надоператив-ною" пам'яттю, в якій зберігаються ділянки оперативної пам'яті, що найчастіше використовуються.
Накопичувачі на жорсткому магнітному диску (вінчестери) призначені для постійного зберігання інформації, яка використовується під час роботи з комп'ютером. Для користувача головною характеристикою вінчестера є його ємність, тобто об'єм інформації, що може зберігатися на цьому магнітному носієві.
Гнучкі магнітні диски (дискети) дозволяють переносити інформацію з одного комп'ютера на інший, зберігати інформацію, яка не використовується комп'ютером постійно. Найбільш розповсюдженими є дискети розміром 3,5 дюйма (89 мм). На таких дискетах можна зберігати до 1,44 Мбайта інформації. На них є перемикач, який дозволяє або забороняє запис на дискету.
Персональні комп'ютери можуть об'єднуватися в мережі, що дозволяє багатьом користувачам легко обмінюватися інформацією.
Зазвичай персональні комп'ютери ІВМ РС складаються з трьох блоків:
системного блока;
клавіатури, яка дозволяє вводити інформацію в комп'ютер;
монітора (або дисплея), що призначений для відображення текстової та графічної інформації.
У системному блоці розташовані основні вузли комп'ютера:
електронні схеми, які управляють роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять і т.ін.);
накопичувач на жорсткому магнітному диску, призначений для читання та запису на жорсткий магнітний диск (вінчестер);
накопичувачі (або дисководи) для гнучких магнітних дисків, які використовуються для читання та запису на гнучкі магнітні диски (дискети);
блок живлення.
Головним елементом персонального комп'ютера є мікропроцесор. Він здійснює виконання програм, що працюють у комп’ютері, та керує роботою інших пристроїв комп'ютера.
Дуже важливим елементом комп'ютера є оперативна пам’ять, з якої мікропроцесор бере програми та вихідні дані для обробки, а потім записує до неї отримані результати.
Накопичувачі на жорсткому магнітному диску (вінчестер) призначені для постійного зберігання інформації, яка використовується під час роботи з комп'ютером.
Гнучкі магнітні диски (дискети) дозволяють переносити інформацію з одного комп'ютера на інший, зберігати інформацію, яка не використовується комп'ютером постійно.
Клавіатура ІВМ РС призначена для введення в комп'ютер інформації від користувача. Розташування літер на ній, як правило, таке ж, як на звичайній друкарській машинці. Окрім літер та цифр, на клавіатурі є багато клавіш, призначених для спеціальних дій.
Монітор (дисплей) комп'ютера призначений для виведення на екран текстової та графічної інформації. Монітори бувають кольорові і монохромні. Вони можуть працювати в текстовому або графічному режимі. В текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки – знакомісця, найчастіше на 25 рядків по 80 символів (знакомісць). У кожному знакомісці може знаходитися один з 256 заздалегідь заданих символів. У графічному режимі екран монітора складається з точок, кожна з яких може бути темною або світлою на монохромних моніторах, або одного з декількох кольорів - на кольоровому. Кількість точок по горизонталі і вертикалі має назву розподільчої здатності монітора в даному режимі.
Функціональна схема комп’ютера – це певна абстрактна модель, що описує сервісні можливості обчислювальної машини, які задовольняють вимоги користувача для вирішення його завдань (засоби і способи представлення даних, засоби введення даних, засоби розробки програм, керування процесом обробки даних, фіксування результатів обробки даних). Функціональна схема ПК має вигляд:
До системного блоку комп'ютера можна під'єднувати різноманітні пристрої введення-виведення інформації, розширюючи цим його функціональні можливості. Окрім монітора і клавіатури, такими пристроями є:
принтер - пристрій для виведення графічної й текстової інформації на твердий (зазвичай паперовий) носій;
миша - пристрій, що полегшує введення інформації в комп'ютер;
модем - для обміну інформацією з іншими комп'ютерами через телефонну мережу;
факс-модем - поєднує можливості модему і телефаксу;
стример - для зберігання даних на магнітній стрічці;
сканер - для введення графічної і текстової інформації в комп'ютер;
пристрій для читання компакт-дисків;
графопобудовувач - пристрій для виведення креслень на папір (плоттер).