• Isa (Industry Standart Architecture), eisa (Exten­ded Industry Standart Architecture) — застарілі типи інтерфейсу материнської плати

• PCI-Express (Peripheral Component Interconnect) — найпоширеніший універсальний тип інтерфейсу материнської плати який підтримує тактову частоту до 1600 МГц має пропуску здатність шини від 533 до 2600 Мб/с;

• USB (Universal Serial Bus) — новий тип інтерфей­су, який набуває поширення, призначений для підклю­чення зовнішніх пристроїв (до 127), підтримує функцію автовизначення і автоконфігурації пристрою, що під­ключається. Останнім часом стає популярним стандарт USB 3.0, який характеризується високою швидкістю передавання даних до 200 Мбіт/с;

• AGP (Accelerated Graphics Port)- інтерфейс для підключення відеокарт до материнської плати, позна­чають як AGP/4X, AGP/8X. Має пропускну здатність шини до 1066 Мб/с;

• SCSI (Small Computer System Interface) — доро­гий тип інтерфейсу для підключення високошвидкіс- них пристроїв з великим обсягом пам'яті (вінчестери, CD-диски, сканери). Застосовують найчастіше в сер­верах;

• IDE/ATA (Integrated Drive Electronics/Advanced Technology Attachment) — інтерфейс для підключення жорстких дисків та інших накопичувачів.

Усі апаратні пристрої поділяють на основні та додат­кові.

Основні пристрої комп'ютера

До основних пристроїв комп'ютера належать системний блок, дисплей (монітор), клавіатура.

Системний блок. Його головними компонентами є: материнська плата; жорсткий (твердий) диск, або вінче­стер; пристрої для роботи з переносними дисками; блок живлення.

Материнська плата. Її основні параметри визначає системний (базовий) набір мікросхем (наприклад, І865РЕ, i915G, І925Х), який називають чипсетом, що включає такі компоненти:

1. AGP (Advanced Graphic Port) з пропускною здат­ністю до 1 Гб/с у режимі AGP4x та понад 1 Гб/с у режи­мі AGP8x/4x — для встановлення відеокарт;

2. слоти для встановлення модулів оперативної пам'яті RAM (Random Access Memory). Розрізняють модулі таких типів: DDR SDRAM (обсяг пам'яті — 1024 Мб, максимальна робоча частота шини 2 х 800 МГц); DDR2 SDRAM (обсяг пам'яті — від 1024 до 2048 Мб, максимальна робоча частота шини 400 МГц); DDR3 SDRAM (обсяг пам'яті 3—6 Гб, максимальна робоча частота шини 2 х 1600 МГц);

3. «гніздо» для підключення процесора;

4. контролери EIDE (Enhanced Integrated Drive Elec­tronics) для підключення до материнської плати зов­нішніх пристроїв зберігання інформації, з яких може відбуватися завантаження комп'ютера (один або два жорсткі диски, CD-диск або дискета). Такі контролери забезпечують передавання інформації зі швидкістю до 100 Мб/с (специфікація UltraDMA/100);

5. паралельний порт LPT (Line PrinTer), призначе­ний для підключення принтера, сканера, інших зовніш­ніх пристроїв накопичення інформації. Швидкість передавання інформації до 2 Мб/с;

6. послідовні порти СОМІ та COM2 для підключення миші й модема. Швидкість передавання інформації 112 Кб/с;

7. порт PS/2 для підключення миші й клавіатури;

інтерфейс USB 2.0 є стандартним портом для послідовного підключення до 127 різноманітних при­строїв, причому воно може відбуватися без вимикання комп'ютера з електромережі. Швидкість передавання інформації 60 Мб/с;

9) інтерфейс FireWire (IEEE 1394 — стандарт, роз­роблений the Institute of Electrical and Electronics Engi­neers) для підключення пристроїв, що передають відео зображення, графіку, звук (мобільні накопичувачі, цифрові фотокамери тощо). Швидкість передавання інформації — 50 Мб/с.

Сучасні материнські плати мають підтримку техно­логії логічної багатопроцесорності (HyperThreading), яка дає змогу одному процесору виконувати одночасно два потоки команд. При використанні такої технології операційна система (зокрема, Linux версії 2.4 18 і вище та Windows ХР, 7) розпізнає два процесори і виконує паралельне опрацювання команд.

Материнська плата складається із кількох основних компонентів.

1. Процесор. Виконує всі розрахунки та опрацюван­ня інформації.

Сучасний процесор характеризують такі ознаки:

• кількість ядер (однакових за структурою проце­сорів, об'єднаних в одну мікросхему). Сучасні модифі­кації включають від 1 до 4 ядер, в 2010 р. корпорація Intel представила шестиядерний процесор лінійки Core І7;

• обсяг кеш-пам'яті першого рівня (L1) (надшвидка пам'ять) — 256 Кб;

• обсяг кеш-пам'яті другого рівня (L2) — від 2 до 12 Мб;

• обсяг кеш-пам'яті третього рівня (L3) — до 8 Мб;

• тактова частота, що відображає швидкість роботи процесора, тобто кількість операцій, опрацьованих за 1 с. Вимірюють її в ГГерцах. Наприклад, процесор Intel Core і7 має тактову частоту 3,2 ГГц;

• тип (модель): IBM, AMD, Intel Celeron, Intel Penti­um DUO Core та ін.;

• пропускна здатність системної шини — 1333 МГц.

Тактова частота і обсяг кеш-пам'яті визначають про­дуктивність роботи процесора. Важливим елементом є також наявність блока опрацювання даних із плаваю­чою точкою, від якого залежить швидкість роботи про­цесора з графікою, мультимедіа, тривимірними об'єк­тами. Процесор встановлюють на материнську плату за допомогою спеціальних роз'ємів, таких як Socket В, Socket Н, Socket 478 тощо.

2. Оперативна пам'ять (RAM). Містить програми ОС, прикладні програми, а також результати роботи про­цесора. Обмін інформацією відбувається дуже швидко, оперативно, але дані зберігаються тільки до перезаван­таження або вимикання комп'ютера, тобто тимчасово. Ємність RAM становить від 1024 Мб до 6 Гб.

3. Відеокарта. Її використовують для роботи з гра­фічними і відеозображеннями. Як правило, всі сучасні відеокарти мають 3D прискорювач, який дає змогу працювати з тривимірними зображеннями. В останніх модифікаціях міститься спеціальний блок «трансфор­мації і освітлення» (T&L) для підтримки таких відео- ефектів, як імітація туману, відображення в дзеркалі, брижі на воді тощо. Також за допомогою відеокарти опрацьовують мультимедіаінформації, виводять зобра­ження з телевізійної мережі (необхідно додати TV-тюнер), відеокамери, відеомагнітофона. Відеокарта містить власний процесор (процесори) з частотою до 850 МГц і оперативну пам'ять від 1536 Мб типу GDDR5 SDRAM до 2048 Мб. Найпоширенішими стандартами шини і роз'єму для підключення відеокарти є AGP8x, PCI Express х 16. Швидкість відеокарти характеризує кількість кадрів, які змінюються на екрані за 1 с (fps — frame per second). Останні моделі мають 60—70 fps. Найрозповсюдженіші чипсети GeForce GTX480, Radeon HD5970, Matrox G400, базова частота яких становить 250—4000 МГц. Вбудований графічний перетворювач, що переводить цифрові сигнали в аналогові, має часто­ту 400—533 МГц. Останні моделі відеокарт містять вбу­довані декодери MPEG-4 для роботи з відеоінформацією у форматі DVD (Digital Versatile Disk).

4. Звукова карта. Здійснює опрацювання звуків і мови. Взаємодіє з двома форматами комп'ютерного звуку: цифровим (WAV) та синтезованим (MIDI — Mu­sical Instrument Digital Interface). Цифри в назві звуко­вої карти означають кількість апаратних голосів, але для непрофесійної роботи достатньо мати параметр 32. Сучасні звукові карти підтримують вивід 5.1 канально­го об'ємного звуку, вміщують синтезатор і підтримують основні ігрові аудіотехнології (Microsoft DirectX 8.0, Microsoft DirectSound 3D, Zoom-FX тощо). Останнім часом набув поширення стандарт Dolby Digital, що є поєднанням цифрового виведення звуку з використан­ням 6-канальної аудіосистеми (3 основні канали, 2 кана­ли для створення об'ємності звуку, низькочастотний динамік) і дає змогу отримувати звук високої якості.

5. Мережева карта. Її застосовують під час роботи в комп'ютерній мережі. Така інтерфейсна плата повинна бути у складі компонентів персонального комп'ютера при підключенні його через модем до каналів зв'язку телефонної мережі. Використовує протоколи низького рівня, такі як Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet тощо.

6. Перезаписуючий постійний запам'ятовувальний пристрій (ППЗП). Містить програми і дані, занесені під час виготовлення комп'ютера, за допомогою яких відбу­ваються вмикання комп'ютера й тестування його при­строїв. У ППЗП зберігається базова система введення- виведення (BIOS — Basic Input/Output System), що кон­тролює роботу всіх складових комп'ютера.

7. Контролери (адаптери). Це електронні плати для обміну даними між процесором і зовнішніми пристро­ями (адаптер монітора; адаптер портів для підключення принтера, миші або джойстика; адаптери додаткових пристроїв — стримера, модема, сканера тощо). Контро­лери (адаптери) взаємодіють із процесором та оператив­ною пам'яттю через системну магістраль передавання даних, яку називають шиною.

Жорсткий диск (вінчестер, HDD — Hard Disk Drive). Це герметично закрита коробка, всередині якої на спільній осі вміщено кілька (до 10) жорстких пла­стин круглої форми. Поверхня кожного з дисків покри­та тонким феромагнітним шаром, на якому зберігають­ся записані дані. Запис здійснюється за допомогою спе­ціальних магнітних головок, кожна з яких розміщена над робочою поверхнею пластини. Жорсткий диск використовують для постійного зберігання інформації, що організована у стандартну файлову систему NTFS (New Technology File System — «файлова система нової технології») для версій операційних систем вище Win­dows 2000.

При форматуванні диска на кожній пластині форму­ються концентричні кола — доріжки (track), що мають власний номер. Доріжки з однаковими номерами, які розташовані одна над одною на різних дисках, утворюють циліндр. Кожна доріжка розбита на сектори, через які відбувається обмін інформацією між оперативною пам'яттю та диском. Сектор стандартного розміру збері­гає 512 байтів даних. На логічному рівні вся сукупність секторів є неперервною однорідною послідовністю з номерами секторів. Один або кілька з них із суміжними номерами становлять логічну одиницю розподілу зов­нішньої пам'яті, тобто кластер. Розмір кластерів систе­ми NTFS — від 512 б до 64 Кб.

Файл розміщується послідовно в усіх знайдених вільних кластерах. При вилученні файла його класте­ри, які можуть розташовуватися в різних місцях диска, звільняються. Виникає фрагментація, тобто розміщен­ня файла фрагментами на різних несуміжних кластерах дисків, яка збільшує навантаження на роботу апарат­них пристроїв та час доступу до файлів й ускладнює їх відновлення. Щоб збільшити дисковий простір, вико­ристовують системну утиліту Dfrg (Дефрагментация диска), призначення якої — переміщення різних частин файла у суміжні кластери.

Жорсткий диск характеризують такі показники:

• обсяг (до 4000 Гб);

• частота обертання шпинделя (нім. Spindel — вере­тено, стержень або вісь будь-якого пристрою, механізму) диска, яка впливає на час доступу (сучасні диски мають швидкість 5400, 7200 об./хв. (10 000, 15 000 об./хв. — жорсткі диски для сервера) і час доступу від 9—10 мс до 5—6 мс);

• обсяг буферної пам'яті від 8 до 64 Мб, яка значно збільшує (на 40—90%) швидкість роботи вінчестера;

• інтерфейс (SATA 6, SATA З, USB 2.0 (3.0), Fire Wi­re 800x2, E-IDE, SCSI);

• фірма-виробник (Hitachi, Quantum, Verbatim та ін.);

• форм-фактор (3,5" — для настільного комп'юте­ра; 2,5" та 1,8" — зовнішній жорсткий диск).

Сучасна RAID - технологія (Redundant Array of Inex­pensive Disks) дає змогу об'єднати кілька встановлених жорстких дисків у єдиний масив пам'яті (RAID 0, RAID 1, яка використовує другий диск для збереження резервної копії (принцип дзеркальності), а також RAID 2, 3 тощо).

Важливим показником при роботі з жорстким диском є його надійність. Щоб підвищити значення цього показника, виробники застосовують технологію S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis and Reporting Technology), яка заснована на принципах самотестування й аналізу. Тобто без участі користувача виконуються автоматична перевірка цілісності даних та стану поверхні пластин, переміщення інформації з критич­них ділянок на робочі тощо. Якщо виконати ці попере­джувальні операції неможливо, то видається відповідне повідомлення. Останніми роками впроваджують техно­логії, які захищають диски від фізичних впливів (штов­хання, ударів), такі як SPS (Shock Protection System), GFP (G-Force Protection), OPR (Once Per Revolution com­pensation) та ін.

Інші пристрої для зберігання інформації. До них зараховують флеш-накопичувачі (USB), CD-, DVD-, Jaz- і Zip-пристрої, пристрої для роботи з гнучкими та магні­тооптичними дисками.

1. USB-накопичувач (Universal Serial Bus). Характе­ризується ємністю пам'яті від 2 до 128 Гб; швидкістю зчитування від 10 до 20 Мб/с; швидкістю запису — від 5 до 10 Мб/с; інтерфейсом USB 2.0.

2. CD-диски (Compact Disc). Досить застарілі носії інформації, існують у двох модифікаціях: для читання (CD-R) та читання і перезапису (CD-RW) інформації. їх характеризують такі ознаки:

• обсяг пам'яті (640—700 Мб);

• обсяг кеш-пам'яті (2—4 Мб);

• можливість дозапису інформації (мультисесій- ність);

• збільшена у 8, 24, 40, 48, 52 рази мінімальна швидкість (150 Кб/с) для введення-виведення інформа­ції (48х, 52х тощо);

• підтримка форматів TAO (Track-At-Once) — копі­ювання кожної доріжки диска окремо, DAO (Disk-At- Опсе) — створення точної копії! всього диска і формату Kodak PhotoCD — для роботи із зображеннями;

• інтерфейс (IDE, E-IDE, SCSI);

• фірма-виробник (Panasonic, Creative, Samsung, Теас та ін.).

Існують модифікації CD-дисків, зокрема DoubleDen- sity CD — обсяг 1,3 Гб та FRM-ROM (Fluorescent Multi- player Disk) — до 140 Гб.

3. DVD-диски (Digital Video Disc). Можуть бути одношаровими з обсягом пам'яті від 3,2 до 4,7 Гб та

Багатошаровими — до 17 Гб. їх використовують для роботи з відеоінформацією. Існують модифікації: I »VD-R, DVD-RW — для зчитування та запису.

4. Пристрої для роботи з жорсткими дисками, які можна переносити. Це спеціальні пластикові контейне­ри, які мають роз'єми для підключення до системної шини і роз'єми для підключення жорсткого диска. Тобто, використовуючи такі пристрої, можна переноси­ти інформацію на жорстких дисках з одного комп'ютера на інший. У них застосовують технологію Mobile Rack.

5. Пристрої для роботи з гнучкими дисками. Вони ще популярні, незважаючи на появу більш ємних пісків. їх використовують для роботи з дисками (диске- піми) об'ємом 1,44 Мб.

6. Пристрої для роботи з магнітооптичними диска­ми. Такі диски бувають 5,25- та 3,5-дюймовими, мають обсяг пам'яті від 640 Мб до 5,2 Гб. їх використовують, як правило, лише у високопрофесійних системах.

7. Пристрої для роботи з жорсткими дисками, які можна переносити. Це спеціальні пластикові контейне­ри, які мають роз'єми для підключення до системної шини і роз'єми для підключення жорсткого диска. Тобто, використовуючи такі пристрої, можна переноси­ти інформацію на жорстких дисках з одного комп'ютера на інший. У них застосовують технологію Mobile Rack.

8. Пристрої для роботи з гнучкими дисками. Вони ще популярні, незважаючи на появу більш ємних пісків. їх використовують для роботи з дисками (диске- піми) об'ємом 1,44 Мб.

9. Пристрої для роботи з магнітооптичними диска­ми. Такі диски бувають 5,25- та 3,5-дюймовими, мають обсяг пам'яті від 640 Мб до 5,2 Гб. їх використовують, ніс правило, лише у високопрофесійних системах.

10. Jaz-пристрої. Застосовують їх для роботи з диска­ми. Мають обсяг пам'яті 1 та 2 Гб, швидкість читання щ них від 3,5 до 6,6 Мб/с.

11. Zip-пристрої. Використовують ці пристрої для роботи з дисками. Обсяг їх пам'яті — 100 та 250 Мб, швидкість читання даних 1—1,5 Мб/с.

Останнім часом популярними стають зовнішні жор­сткі диски SSD (Solid State Disk), в яких реалізована мова технологія — не традиційний пакет магнітних іпіастин та головок для читання-запису, а чіпи флеш- п а м'яті, що значно підвищує їх надійність. Характери­зуються невеликими розмірами, ємністю пам'яті від 250 до 1000 Гб (останні моделі — 3000 Гб), інтерфейса­ми USB 2.0, USB.3.0 або Fire Wire 800.

Дисплей (монітор). Призначений для відображен­ні! текстової, графічної та відеоінформації.

Найбільш поширеними сучасними модифікаціями є ЕПТ - монітори, також, особливо в навчальному процесі — монітори на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ).

Монітор характеризують такі параметри:

• розмір діагоналі екрана (вимірюється в дюймах: І дюйм = 2,54 см; наприклад, 17-, 18,5-, 27-, 40-дюймові екрани);

• величина екранного зерна (може бути 0,21, 0,25, 0,28 мм);

• кількість кольорів дисплея (65 536 для High Color, 16 млн для True Color);

• роздільна здатність (величина, яка визначає чіт­кість тексту та зображень і вимірюється кількістю пік­селів на екрані, наприклад 1366 х 768 або 2048 х 1152), і залежить від можливостей монітора та типу встановле­ного відеоадаптера);

• максимальна частота розвертки (Refresh Rate), яка може становити 30—75 Гц;

• час відгуку (від 2 до 5 мс);

• кут огляду (становить, наприклад, 160—170°).

Клавіатура. Слугує для введення в комп'ютер інформації від користувача. Зовнішній вигляд клавіа­тури комп'ютера наведено на рис 1.1.

Рис. 1.1. Зовнішній вигляд клавіатури комп'ютера

Кожен із блоків клавіатури комп'ютера має свої осо­бливості.

Блок функціональних клавіш (1). Об'єднує клавіші Fl—F12, призначення яких залежить від програмного забезпечення, з яким працює користувач.

Алфавітно-цифровий блок (2). Містить клавіші з літерами кирилиці та латини, клавіші з цифрами і спе­ціальні клавіші. Перемикання від кирилиці до латини або навпаки відбувається за допомогою комбінації кла­віш (залежно від установленого драйвера (програми), наприклад у Windows — ліва клавіша Alt + Shift). У режимі введення латинських літер при натисненні на будь-яку алфавітно-цифрову клавішу вводиться латинсь­ка літера або символ, зображені в лівій верхній частині клавіші (чорний колір), а в режимі введення кирилиці — літера або символ, зображені в правій нижній частині клавіші.

До цього блоку належать і спеціальні клавіші.

1. Клавіша Shift. Її використовують для введення великих літер та інших символів, розміщених на верх­ньому регістрі клавіатури. Так, щоб ввести малу літеру d, необхідно натиснути на клавішу із зображенням D, а для введення великої літери D — на клавішу Shift і, не відпускаючи її, на клавішу D. Аналогічно виконують іншу операцію: без активізації клавіші Shift вводять символ «=», а натиснувши одночасно на клавіші « = » та Shift, вводять символ «+». Крім того, за допомогою кла­віш Shift і клавіш із зображенням цифр вводять спе­ціальні символи, наприклад «$» (Shift + 4). Значення клавіш при відпущеній та натиснутій клавіші Shift показано на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Алфавітно-цифровий блок клавіатури при відпущеній (а) і натиснутій (б) клавіші Shift

2. Клавіша CapsLock. Слугує для фіксації режиму великих літер. У цьому режимі, на противагу звичай­ному, при натисненні на клавіші з літерами вводять великі літери, а при одночасному натисненні клавіші Shift — малі. Режим великих літер (або режим Caps- Lock) використовують при введенні тексту, що склада­ється лише з великих літер. Повторне натиснення на клавішу CapsLock змінює режим введення літер.

3. Клавіша Tab. При редагуванні текстів вона дає змогу переходити до наступної позиції табуляції, а при роботі з вікнами — з одного поля в інше.

4. Клавіша Enter. Її використовують, щоб виконати певну дію. Наприклад, введення кожної команди DOS (командного рядка) закінчують натисненням клавіші Enter. При наборі тексту в редакторі документів нати­снення клавіші Enter означає кінець абзацу.

5. Клавіша Backspace. Вона розміщена над клаві­шею Enter. З її допомогою вилучають символ ліворуч від курсора.

6. Клавіша Esc. Її використовують для скасування будь-якої дії, виходу з режиму програми та ін.

7. Клавіші C trl та Alt. їх використовують у комбіна­ції з іншими клавішами для виконання певних команд.

У сучасних клавіатурах додано клавішу для активізації команд меню кнопки Пуск та клавішу Кон­текст (позиція 3 на рис. 1.1) — для активізації команд контекстного меню. Для ефективної роботи користувач може скористатися такими комбінаціями клавіш:

- відкриття або закриття меню команд кнопки Пуск;

+ М або + D — згортання всіх вікон;

+ Shift +М — відновлення згорнутих вікон;

+ Е — відкриття вікна Мой компьютер;

+ F — пошук файлів, папок;

+ F1 — активізація вікна довідкової системи Win­dows;

+ R — відкриття діалогового вікна Запуск программьі;

+ U — відкриття вікна диспетчера службових програм;

+ ТаЬ — переключення між елементами панелі задач.

Блок клавіш керування курсором (4). Він містить клавіші Home End, Page Up (PgUp), Page Down (PgDn), а також клавіші зі стрілками (м, о, н, п). Натиснення на них переміщує курсор у відповідному напрямку:

на початок (Home) або кінець (End) рядка, на символ ліворуч (м) або праворуч (о), на рядок угору (н) або вниз (п), на сторінку вгору (PgUp) або вниз (PgDn).

Клавішу Print Screen використовують для друкуван­ня змісту екрана або копіювання його в буфер обміну.

Клавіша Insert (Ins) дає змогу вставляти символи або здійснювати перемикання від одного режиму їх вве­дення до іншого, наприклад від символів введення із зсувом (вставлення) до введення із заміщенням раніше введених символів (заміна).

З допомогою клавіші Delete (Del) вилучають симво­ли праворуч від курсора або виділений фрагмент тексту.

Блок цифрової клавіатури (5). Розташований у пра­вій частині клавіатури. Його застосовують у двох випад­ках: у режимі блокування цифр (режим Num Lock) вво­дять числову інформацію та знаки арифметичних дій (цифри від 0 до 9 і крапку). Якщо режим Num Lock вим­кнено, то клавіші блоку цифрової клавіатури дублюють клавіші керування курсором, а також клавіші Insert и Delete. Вмикають і вимикають режим блокування цифр, натискаючи на клавішу Num Lock.

Індикатори режимів (б). Вони містяться у правій верхній частині клавіатури. Це індикатори режиму бло­кування цифр (Num Lock), режиму великих літер (Caps Lock) та режиму блокування прокручування (Scroll Lock). При вмиканні відповідних режимів ці індикато­ри світяться, а при вимиканні — гаснуть. Вмикання і вимикання цих режимів здійснюють, натискаючи кла­віші Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock.

Додаткові компоненти персонального комп'ютера

Додатково до персонального комп'ютера можна під­ключити такі пристрої: