2. Апаратні засоби

Персональний комп'ютер включає такі апаратні засоби:

• цнтральний мікропроцесор;

• внутрішню і зовнішню пам'ять;

• системну шину;

• пристрої введення-виведення інформації.

Центральний мікропроцесор, внутрішню пам'ять, системну шину, адаптери та контролери розміщують на одній платі, яку називають материнською.

Системна шина виконує функцію зв'язку між мікропроцесором, внутрішньою пам'яттю, пристроями введення-виведення інформації.

Усі зовнішні пристрої введення-виведення інформації, а також пристрої зовнішньої пам'яті під'єднуються до системної шини через спеціальні плати, які називають адаптерами (контролерами).

Зовнішня пам'ять - накопичувачі на магнітних і оптичних дисках.

Пристрої введення-виведення інформації: дисплей, клавіатура, миша, магнітні й оптичні накопичувачі, принтер, плотер, сканер, модем, факс-модем, та інші.

Корпус і джерело живлення для ПК, якими незначними вони б не здавалися, є ключовими елементами комп'ютера. Невдалий вибір корпусу або джерела живлення може призвести до скорочення строку служби інших пристроїв і затруднити модернізацію комп'ютера. Правильний вибір цих елементів допоможе підвищити ефективність, спростити технічне обслуговування і зробити комп'ютер більш зручним для роботи.

Корпус комп'ютера виконує ряд функцій:

• забезпечує механічне кріплення і захист всіх компонентів;

• екранує комп'ютер від електромагнітних перешкод;

• індикує режими роботи деяких елементів комп'ютера і дозволяє управляти деякими функціями (включення, перезавантаження);

• полегшує технічне обслуговування і ремонт ПК;

• підтримує режим охолодження.

Для настільних персональних комп'ютерів існують корпуси таких видів: tower (вежа), minitower (мінівежа), desktop (корпус настільного типу).

Материнська плата є основою або «скелетом» комп'ютера, саме від неї залежить, який процесор і яку пам'ять можна установити, скільки плат розширення можна додати і т.п. На ній знаходяться: слот для відеокарти AGP, слоти для пам'яті SDR\DDR і для плат розширення РСІ і ISA. Цього достатньо для того, щоб установити необхідну кількість пам'яті, відео, звукову карту, а також будь-які необхідні для роботи пристрої (модем, мережеву карту, ін.)

Плата характеризується, в першу чергу, набором мікросхем — чіпсетом. Саме він визначає функціональні можливості плати. Кожне нове покоління процесорів вимагає свій чіпсет, тому при зміні типу процесора найчастіше потрібно змінювати і материнську плату.

Існують «материнки» з інтегрованими (вбудованими) відео, мережевими і звуковими картами, що оптимально підібрані з розрахунку співвідношення «ціна-якість» і мають середні технічні характеристики, що істотно знижує вартість комп'ютера в цілому. Такі материнські плати призначені для недорогих побутових і ділових комп'ютерів і робочих станцій середнього рівня.

За розміром материнки поділяються на види:

• АТХ - формат плати, що призначений для використання тільки в АТХ-корпусах (типу MidiTower, BigTower). Стандарт АТХ дозволяє програмно керувати живленням комп'ютера, включати його в потрібний час, запускати за сигналом від модема, мережевої карти або від ін. пристроїв, виключати після заданих подій або переводити в сплячий режим; / тАТХ - мікро АТХ, функціонально такі плати нічим не відрізняються від ЛТХ формату, але мають менші розміри і менше слотів розширення РСІ, як правило, 2-3 шт;

• АТ\АТХ - універсальний формат плати, що дозволяє встановлювати її як у класичні АТ-корпуси (типу MiniTower, DeskTop), так і в АТХ-корпуси зі збереженням усіх функцій АТХ. Але, на жаль, їхній випуск майже припинено.

Процесор, або більш повно центральний мікропроцесор (CPU - central processing unit), є головним компонентом комп'ютера. Це розум, що обробляє інформацію, керує, безпосередньо або опосередковано, роботою комп'ютера.

Основні функціональні компоненти процесора:

• Ядро. Серце сучасного процесора - виконуючий модуль. Pentium має два рівнобіжних цілочисельних потоки, що дозволяють читати, інтерпретувати, виконувати і відправляти дві інструкції одночасно.

• Провісник розгалужень: модуль пророкування розгалужень намагається вгадати, яка послідовність буде виконуватися щоразу, коли програма містить умовний перехід, так щоб пристрої попередньої вибірки і декодування одержували б інструкції готовими попередньо.

• Блок плаваючої крапки. Третій виконуючий модуль усередині Pentium, що виконує обчислення. У Первинний кеш. Pentium має два внутрішньочіпових кеші по 8kb, по одному для даних і інструкцій, що набагато швидший більшого зовнішнього вторинного кеша.

• Шинний інтерфейс: приймає суміш коду і даних у CPU, розділяє їх до готовності, і знову з'єднує, відправляючи назовні.

Оперативна пам'ять (RAM) є одним з найважливіших елементів комп'ютера. Саме з неї процесор бере програми і початкові дані для обробки, у неї він записує отримані результати. Назву «оперативна» ця пам'ять одержала тому, що вона працює дуже швидко, так що процесорові практично не доводиться чекати при читанні даних з нам'яті або запису в неї. Однак дані, що містяться в ній, зберігаються тільки поки комп'ютер включений. При вимиканні комп'ютера вміст оперативної пам'яті стирається. Часто для оперативної пам'яті використовують позначення RAM (Random Access Memory, тобто пам'ять з довільним доступом).

Оперативна пам'ять є таких типів:

SIMM - (Single In-line Memory Modules) старий тип пам'яті має 72 контактні роз'єми, застосовувався в старих моделях ПК типу 366, 486, Pentium І, у даний момент практично не використовується.

DIMM - (Dual In-line Memory Modules) найбільш розповсюджений тип SDRAM пам'яті, має 168 контактні роз'єми і здатний працювати на частоті 66, 100 і 133Mhz. Чим вища частота пам'яті, тим більший діапазон задач здатний вирішувати ваш ПК.

DIMM DDR - розширена специфікація SDRAM, є компромісним варіантом стосовно RAMBUS. Конструктивно схожий на звичайний DIMM, але має 184 контактні роз'єми і тільки один паз посередині. У позначеннях, як правило, вказується не частота, як у випадку зі звичайним DIMM, а пропускна здатність.

BIOS, Basic Input/Output System, базова система введення/виведення - це записане в чіп спеціальне програмне забезпечення, якому приділяється роль збирача інформації про систему і визначення підключеного устаткування. BIOS містить інструкції щодо керування клавіатурою, дисплеєм, дисковими накопичувачами, портами введення/виведення, а також безліччю додаткових функцій.

BIOS записують у мікросхему постійної пам'яті (ROM), що встановлюють на системну плату комп'ютера (звідси назва - ROM BIOS). Така пам'ять енергонезалежна, а це гарантує, що BIOS ніколи не буде ушкоджений.

У той момент, коли ви включаєте комп'ютер, багато системних подій відбуваються автоматично. Зокрема,

BIOS починає перевіряти працездатність системних пристроїв:

• ініціює системні ресурси і регістри чіпсетів;

• систему управління електроживленням;

• тестує оперативну пам' ять (RAM);

• включає клавіатуру;

• тестує послідовні і паралельні порти;

• ініціює дисководи і контролери жорстких дисків;

• відображає підсумкову системну інформацію.

Для збереження графічної інформації використовується відеопам'ять. Відеопам'ять (VRAM) - різновид оперативного запам'ятовуючого пристрою, у якому зберігаються закодовані зображення. Цей пристрій побудовано так, що його вміст доступний відразу двом пристроям - процесору і дисплею. Тому зображення на екрані міняється одночасно з відновленням відеоданих у пам'яті.

Зовніигня пам'ять призначена для тривалого зберігання програм і даних; вона дозволяє переносити документи і програми з одного комп'ютера на інший, зберігати інформацію, що не використовується постійно на ПК.

Зовнішня пам'ять представляє собою накопичувачі на магнітних і оптичних дисках.

Магнітні накопичувачі є двох видів: накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД) та накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД), які ще називають вінчестерами.

Вінчестери використовують для постійного зоерігання інформації, що використовується при роооті з комп'ютером: ОС, прикладних програм, даних користувача. Жорсткі диски забезпечують дуже швидкий доступ до даних і високі іпвидкості зчитування та запису даних.

Усередині корпуса знаходяться всі механізми і деякі електронні вузли. Механізми - це самі диски, на яких зберігається інформація, голівки, що записують і зчитують інформацію з дисків, а також двигуни, що приводять усе це в рух.

Диск являє собою круглу металеву пластину з дуже рівною поверхнею, покриту тонким феромагнітним шаром. У багатьох нагромаджувачах використовується шар оксиду заліза (яким покривається звичайна магнітна стрічка), але новітні моделі жорстких дисків працюють із шаром кобальту завтовшки десять мікронів. Таке покриття більш міцне і, крім того, дозволяє значно збільшити щільність запису. Технологія його нанесення близька до тієї, котра використовується при виробництві інтегральних мікросхем.

Кількість дисків може бути різною - від одного до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, удвічі більша (по дві на кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає ємкість жорсткого диска.

Жорсткі диски вирізняються такими характеристиками:

• ємкість - тобто кількість інформації, що може поміститись на диску (зараз вважають хорошим диск з ємкістю не менше 400 Гбайт);

• швидкодія — час доступу до інформації, швидкість зчитування та запису інформації;

• інтерфейс - тип контролера, до якого повинен підключатись жорсткий диск. Найбільш розповсюджений EIDE-контролер. На високопродуктивних комп'ютерах встановлюють контролери типу SCSI - забезпечує більш високу швидкодію, менше загружає процесор.

Накопичувачі на оптичних дисках — дають змогу ПК зчитувати спеціальні комп'ютерні компакт-диски (CD), а також, при наявності звукової карти, програвати аудіокомпактдиски.

Компакт-диски можна використовувати тільки для читання (крім спеціальних: CD-R - дозволяють однократний запис інформації на диск, CD-RW — багаторазовий запис), запис інформації на них здійснюється при виготовленні. Комп'ютерні компакт-диски досить дешеві в виробництві і можуть зберігати понад 700 Мбайт інформації, тому більшість програм розповсюджуються на компакт-дисках.

CD-ROM являє собою прозорий полімерний диск діаметром 12 см і товщиною 1,2 мм, на одну сторону якого напилений шар алюмінію, захищений від ушкоджень шаром прозорого лаку.

Інформація на диску представляється у виді послідовності впадин (поглиблень у диску) і виступів (рівень відповідає поверхні диска), розміщених на спіральній доріжці, що виходить з області поблизу осі диска. На кожному дюймі (2,54 см) по радіусу диска розміщається 16 тисяч витків спіральної доріжки.

На відміну від магнітних дисків, компакт-диски мають не безліч кільцевих доріжок, а одну - спіральну, як у грамплатівок. У зв'язку з цим, кутова швидкість обертання диска не постійна. Вона лінійно зменшується в процесі просування читаючої лазерної голівки до краю диска.

На зміну технології CD-ROM стрімко йде технологія цифрових відеодисків DVD. Ці диски мають такий же розмір, що і звичайні CD, але вміщають до 17 Гбайт даних, тобто за обсягом заміняють 20 стандартних дисків CD-ROM.