2. Назначение и характеристика основ­ных устройств компьютера

Функциональные возможности компьютера определяются его конфи­гурацией (составом оборудования) – совокупностью основных устройств: типом и моделью про­цессора, объемом оперативной памяти и жесткого диска, наличием устройств мультимедиа (звуковой карты, CD-ROMa, акустических систем, микрофона) и дисководов, типом и размером монитора, типом ви­деокарты. Конфигурацию ПК можно изменять в соответствии с классом решаемых задач.

Любой компьютер, напоминаем, выполняет 4 основные функции:

• ввод информации,

• обработку информации,

• хранение информации,

• вывод информации,

И поэтому существует базовая конфигурация, в которой обязательно присут­ствуют следующие устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Монитор, клавиатура и мышь относятся к устройствам ввода-вывода и их рассмотрим ниже.

2.1. Основные компоненты материнской платы и системного блока

С истемный блок (сленг. системник) − корпус, в котором находятся основные функциональные компоненты персонального компьютера. Защищает внутренние компоненты ПК от внешнего воздействия и механических повреждений, поддерживает необходимый температурный режим внутри, экранирует создаваемые внутренними компонентами электромагнитное излучение и является основой для дальнейшего расширения системы. Системные блоки чаще всего изготавливаются из деталей на основе стали, алюминия и пластика, также иногда используются такие материалы, как древесина или органическое стекло.

У стройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, – внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

С истемный блок это корпус-оболочка для жизненно важных органов компьютера, таких как:

• Материнская (системная) плата, на которой размещаются, в частности: центральный процессор, оперативная память, карты расширения (видеоадаптер (графический адаптер), звуковая карта, сетевая плата), системная шина.

М атеринская плата (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard − главная плата; сленг. мама, мамка, материнка) − это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров.

• Внутри системного блока также размещаются устройства внешней па­мяти: жесткий диск (сленг винчестер, HDD), накопитель на гибких магнитных дисках (FDD), накопитель CD-ROM, накопитель (дисковод) DVD.

• Кроме этого, адаптеры и контроллеры, коммуникационные порты, блок питания, система охлаждения и др.

Системная шина, видеоадаптер, звуковая карта, контроллеры и др.

þСвязь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами организована при помощи единой многопроводной линии, называемой информационной магистралью (или системной шиной, или каналом).

Шина компьютера может представлять собой набор проводящих линий, вытравленных на печатной плате, провода припаянные к выводам разъемов, в которые вставляются печатные платы, либо плоский кабель. Компоненты компьютерной системы физически расположены на одной или нескольких печатных платах, причем их число и функции зависят от конфигурации системы, её изготовителя, а часто и от поколения микропроцессора.

Основными характеристиками системной шины являются так­товая частота (максимально возможная скорость передачи информации) и разрядность (число проводников для одновременной передачи данных).

Чем выше тактовая частота системной шины, тем быстрее будет осуществляться передача информации между устройствами и, как следствие, увеличится общая производительность компьютера, т. е. повысится скорость компьютера.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch − двунаправленный универсальный коммутатор) − в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка−точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Front Side Bus (FSB) − шина, обеспечивающая соединение между x86-совместимым центральным процессором и внутренними устройствами.

þ Видеоадаптер (графический адаптер, видеокарта) – плата, выполняющая все опе­рации, связанные с управлением экраном (монитором) компьютера.

Видеокарта семейства GeForce 4, с кулером

В идеока́рта (известна также как графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер) (англ. videocard) − устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный или специализированный, но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату.

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера.

Имеет следующие основные части:

графический процессор (Graphics processing unit − графическое процессорное устройство) − занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики.

видеоконтроллер − отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора.

видеопамять − выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные.

цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC − Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) − служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор.

видео-ПЗУ (Video ROM) − постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п.

с истема охлаждения − предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.

þ Звуковая карта – специальная плата, выполняющая операции по обра­ботке звука.

Звуковая плата Creative Labs Sound Blaster Live!

Звуковая плата (также называемая звуковая карта или музыкальная плата) (англ. sound card) − это плата, которая позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

þ Сетевая плата (также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface controller) − периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами компьютерной сети.

Сетевая плата с разъёмами BNC (слева) и 8P8C (справа).

þ Адаптеры и контроллеры – устройства, которые служат для управле­ния работой устройств ПК.

Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры − устройства управления периферийными устройствами. Для каждого устройства - свой контроллер.

Контроллер − устройство, которое связывает периферийное обо­рудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.

Каждый из функциональных элементов ПК (память, монитор или другое устройство) связан с шиной определённого типа − адресной, управляющей или шиной данных.

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты.

Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интер­фейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора.

Контроллеры устройств интегрированных в материнскую плату – группа микросхем, которые совместно управляют всеми отдельными компонентами ПК.

þ Коммуникационные порты – специальные разъемы для подключения пе­ри­фе­рийных устройств к системному блоку. Параллельные порты (LPT) чаще всего используются для подключения к компьютеру печатающих устройств (принтеров), но существуют также LPT-сканеры, CD-ROM приводы и LPT-модемы. Последовательные порты (COM) применяются как для соединения компьютера с принтерами, модемами, мышами, ручными сканерами и т. п., так и для соединения двух компьютеров. Разъемы PS/2 (маленькие круглые) для подключения мыши и клавиатуры. Порт USB (Universal Serial Bus − универсальная последовательная магистраль) − интерфейс для подключения различных внешних устройств.

þ Блок питания – устройство, содержащее системы автономного и сете­вого энергопитания персонального компьютера.

К омпьютерный блок питания − блок питания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией (которая нужна для питания жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов, а в последнее время и материнских плат, процессоров, видеоадаптеров, звуковых карт.). В его задачу входит преобразование сетевого напряжения до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего напряжения. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.

Основным параметром компьютерного блока питания является максимальная мощность, потребляемая из сети. В настоящее время существуют блоки питания с заявленной производителем мощностью от 50 (встраиваемые платформы малых форм-факторов) до 1800 Вт.

þ Система охлаждения компьютера − набор средств для отвода тепла (по сути охлаждения) в компьютере. Для отвода в основном используется:

1. Радиатор (алюминиевый или медный)

2. Связка «радиатор+вентилятор» − кулер

3. Система охлаждения: жидкостного охлаждения, фреонная установка, охлаждающие установки, где в качестве хладагента используются жидкий азот или жидкий гелий, системы каскадного охлаждения