Будова та характеристика компонентів персонального комп’ютера

Размещено на http://www.allbest.ru

ВСТУП

Персональні комп'ютери (ПК) все міцніше входять в наше життя і займають в ній далеко не останнє місце. Якщо якихось 15 років тому їх можна було побачити тільки в солідних організаціях, то сьогодні ПК стоїть в кожному магазині, офісі, кафе, бібліотеці або квартирі.

На сьогоднішній день комп'ютери в людській діяльності використовуються в багатьох сферах - для ведення бухгалтерського обліку і створення складних наукових моделей, розробки дизайну і створення музики, зберігання та пошуку інформації в базах даних, навчання, ігор і прослуховування музики. Потрібно знати комп'ютер, вміти ним користуватися. Не кожна людина, що працює на комп'ютері, являє собі повністю точний склад ПК.

Професіонали, що працюють поза комп'ютерною сферою, вважають неодмінною складовою своєї компетентності знання апаратної частини персонального комп'ютера, хоча б його основних технічних характеристик. Особливо великий інтерес до комп'ютерів серед молоді, яка широко використовує їх для своїх цілей.

Актуальність обраної теми пов'язана з тим, що сучасний ринок комп'ютерної техніки настільки різноманітний, що досить не просто визначити конфігурацію ПК з необхідними характеристиками. Без спеціальних знань тут практично не обійтися.

У зв'язку з цим метою цієї роботи є вивчення основних пристроїв сучасного ПК. У відповідності з метою були поставлені наступні завдання:

- ознайомитися з історією створення комп'ютерів;

- вивчити основні компоненти ПК;

- освоїти їх основні властивості і характеристики.

персональний комп'ютер пристрій інформація

ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ КОМП'ЮТЕРА

Сучасній людині сьогодні важко представити своє життя без комп'ютера.

У цей час будь-який бажаючий, у відповідності зі своїми запитами, може зібрати в себе на робочому столі повноцінний обчислювальний центр. Так було, звичайно, не завжди. Шлях людства до цього досягнення був важкий і тернистий. Багато століть назад люди хотіли мати пристосування, які допомагали б їм вирішувати різноманітні завдання. Багато із цих завдань вирішувалися послідовним виконанням деяких рутинних дій, або, як прийнято говорити зараз, виконанням алгоритму. Зі спроби винайти пристрій, здатне реалізувати найпростіші із цих алгоритмів (додавання й віднімання чисел), отак все й почалося …

Блез Паскаль

Точкою відліку можна вважати початок XVII століття (1623 рік), коли вчений В. Шикард створив машину, що вміє складати й віднімати числа. Але першим арифмометром, здатним виконувати чотири основних арифметичних дії, став арифмометр знаменитого французького вченого й філософа Блеза Паскаля. Основним елементом у ньому було зубчасте колесо, винахід якого вже саме по собі стало ключовою подією в історії обчислювальної техніки. Хотілося б відзначити, що еволюція в області обчислювальної техніки носить нерівномірний, стрибкоподібний характер: періоди нагромадження сил переміняються проривами в розробках, після чого наступає період стабілізації, під час якого досягнуті результати використовуються практично й одночасно накопичуються знання й сили для чергового ривка вперед. Після кожного витка процес еволюції виходить на нову, більш високу ступінь.

Програмування

Роботою машини також управляла спеціальна паперова стрічка з отворами. Порядок проходження отворів на ній визначав команди й оброблювані цими командами дані. Машина мала арифметичний пристрій і пам'ять. До складу команд машини входила навіть команда умовного переходу, яка змінює хід обчислень залежно від деяких проміжних результатів.

У розробці цієї машини брала участь графиня Ада Августа Лавлейс, яку вважають першим у світі програмістом.

Ідеї Чарльза Беббіджа розвивалися й використовувалися іншими вченими. Так, в 1890 році, на рубежі XX століття, американець Герман Холлеріт розробив машину, що працює з таблицями даних (перший Excel?). Машина управлялася програмою на перфокартах. Вона використовувалася при проведенні перепису населення в США в 1890 році. В 1896 році Холлеріт заснував фірму, яка стала попередницею корпорації IBM. Зі смертю Беббіджа в еволюції обчислювальної техніки наступила чергова перерва аж до 30-х років XX століття. Надалі весь розвиток людства став немислимим без комп'ютерів.

В 1938 році центр розробок ненадовго зміщається з Америки в Німеччину, де Конрад Цузе створює машину, що оперує, на відміну від своїх попередниць, не десятковими числами, а двійковими. Ця машина також була все ще механічною, але її безсумнівним достоїнством було те, що в ній була реалізована ідея обробки даних у двійковому коді. Продовжуючи свої роботи, Цузе в 1941 році створив електромеханічну машину, арифметичний пристрій якої було виконано на базі реле. Машина вміла виконувати операції із плаваючою крапкою.

В Америці, у цей період також ішли роботи зі створення подібних електромеханічних машин. В 1944 році Говард Ейкен спроектував машину, що назвали Mark-1. Вона, як і машина Цузе, працювала на реле. Але через те, що ця машина явно була створена під впливом робіт Беббіджа, вона оперувала з даними в десятковій формі.

Природно, через велику питому вагу механічних частин ці машини були приречені. Потрібно було шукати нову, більше технологічну елементну базу. І тоді згадали про винахід Фореста, що в 1906 році створив трьох електродну вакуумну лампу, названу тріодом. У силу своїх функціональних властивостей вона стала найбільш природною заміною реле. В 1946 році в США, в університеті міста Пенсільванія, була створена перша універсальна ЕОМ - ENIAC . ЕОМ ENIAC містила 18 тис. ламп, важила 30 тонн, займала площу близько 200 квадратних метрів і споживала величезну потужність. У ній усе ще використовувалися десяткові операції, і програмування здійснювалось шляхом комутації з'єднувачів і установки перемикачів. Природно, що таке «програмування» спричиняло появу безлічі проблем, викликаних, насамперед, невірною установкою перемикачів. Із проектом ENIAC пов'язане ім'я ще однієї ключової фігури в історії обчислювальної техніки - математика Джона фон Неймана. Саме він уперше запропонував записувати програму і її дані у пам'ять машини так, щоб їх можна було при необхідності модифікувати в процесі роботи. Цей ключовий принцип, був використаний надалі при створенні принципово нової ЕОМ EDVAC (1951 рік). У цій машині вже застосовується двійкова арифметика й використовується оперативна пам'ять, побудована на ультразвукових ртутних лініях затримки. Пам'ять могла зберігати 1024 слова. Кожне слово складалося з 44 двійкових розрядів.

Після створення EDVAC людство усвідомило, які висоти науки й техніки можуть бути досягнуті тандемом людина-комп'ютер. Дана галузь стала розвиватися дуже швидко й динамічно, хоча тут теж спостерігалася деяка періодичність, пов'язана з необхідністю нагромадження певного багажу знань для чергового прориву. До середини 80-х років процес еволюції обчислювальної техніки прийнято ділити на покоління. Для повноти викладу дамо цим поколінням короткі якісні характеристики:

Перше покоління ЕОМ (1945-1954 р.) У цей період формується типовий набір структурних елементів, що входять до складу ЕОМ. До цього часу в розробників уже зложилося приблизно однакове уявлення про те, з яких елементів повинна складатися типова ЕОМ. Це - центральний процесор (ЦП), оперативна пам'ять (або оперативно запам'ятовувальний пристрій - ОЗП) і пристрою введення-виводу (ПВВ). ЦП, у свою чергу, повинен складатися з арифметико-логічного пристрою (АЛП) і керуючого пристрою (КП). Машини цього покоління працювали на ламповій елементній базі, через що поглинали величезну кількість енергії й були дуже не ненадійні. З їхньою допомогою, в основному, вирішувалися наукові завдання. Програми для цих машин уже можна було складати не машинною мовою, а мовою асемблера.

Друге покоління комп'ютерів ЕОМ (1955-1964 р.). Зміну поколінь обумовило поява нової елементної бази: замість громіздкої лампи в ЕОМ сталі застосовуватися мініатюрні транзистори, лінії затримки як елементи оперативної пам'яті перемінила пам'ять на магнітних сердечниках. Це в остаточному підсумку привело до зменшення габаритів, підвищенню надійності й продуктивності ЕОМ. В архітектурі ЕОМ з'явилися індексні регістри й апаратні засоби для виконання операцій із плаваючою крапкою. Були розроблені команди для виклику підпрограм.

З'явилися мови програмування високого рівня - Algol, FORTRAN, COBOL, - передумови, що створили, для появи переносного програмного забезпечення, що не залежить від типу комп'ютера. З появою мов високого рівня виникли компілятори для них, бібліотеки стандартних підпрограм і інші добре знайомі нам зараз речі.

Важливе нововведення, що хотілося б відзначити, - це поява так званих процесорів виводу-вводу. Ці спеціалізовані процесори дозволили звільнити центральний процесор від керування уведенням-виводом і здійснювати уведення-вивід за допомогою спеціалізованого пристрою одночасно із процесом обчислень. На цьому етапі різко розширилося коло користувачів ЕОМ і зросла номенклатура розв'язуваних завдань. Для ефективного керування ресурсами машини стали використовуватися операційні системи (ОС).

Третє покоління комп'ютерів ЕОМ (1965-1970 р.). Зміна поколінь знову була обумовлена оновленням елементної бази: замість транзисторів у різних вузлах ЕОМ стали використовуватися інтегральні мікросхеми різного ступеня інтеграції. Мікросхеми дозволили розмістити десятки елементів на пластині розміром у кілька сантиметрів. Це, у свою чергу, не тільки підвищило продуктивність комп'ютерів, але й знизило їхні габарити й вартість. З'явилися порівняно недорогі й малогабаритні машини - Міні-ЕОМ. Вони активно використовувалися для керування різними технологічними виробничими процесами в системах збору й обробки інформації.

Збільшення потужності ЕОМ уможливило одночасне виконання декількох програм на одній ЕОМ. Для цього потрібно було навчитися координувати між собою одночасно виконувані дії, для чого були розширені функції операційної системи.

Одночасно з активними розробками в області апаратних і архітектурних рішень росте питома вага розробок в області технологій програмування. У цей час активно розробляються теоретичні основи методів програмування, компіляції, баз даних, операційних систем і т.д. Створюються пакети прикладних програм для всіляких галузей життєдіяльності людини.

Тепер уже стає недозволенною розкішшю переписувати всі програми з появою кожного нового типу ЕОМ. Спостерігається тенденція до створення сімейств ЕОМ, тобто машини стають сумісні знизу нагору на програмно-апаратному рівні. Перша з таких сімейств була серія IBM System/360 і наш вітчизняний аналог цього комп'ютера - ЄС ЕОМ.

Четверте покоління ЕОМ (1970-1984 р.). Чергова зміна елементної бази спричинила зміну поколінь. В 70-ті роки активно ведуться роботи зі створення великих і надвеликих інтегральних схем, які дозволили розмістити на одному кристалі десятки тисяч елементів. Це спричинило подальше істотне зниження розмірів і вартості ЕОМ. Робота із програмним забезпеченням стала більш дружньою, і це спричинило ріст кількості користувачів.

У принципі, при такому ступені інтеграції елементів стало можливим спробувати створити функціонально повну ЕОМ на одному кристалі. Відповідні спроби були початі, хоча вони й зустрічалися, в основному, недовірливою посмішкою. Напевно, цих посмішок стало б менше, якби можна було передбачати, що саме ця ідея стане причиною вимирання великих ЕОМ через яких-небудь півтора десятка років.

Проте на початку 70-х років фірмою Intel був випущений мікропроцесор (МП) 4004. І якщо до цього у світі обчислювальної техніки були тільки три напрямки (супер ЕОМ, великі ЕОМ (мейнфрейми) і міні-ЕОМ), те тепер до них додалося ще одне - мікропроцесорні. У загальному випадку під процесором розуміють функціональний блок ЕОМ, призначений для логічної й арифметичної обробки інформації на основі принципу мікро програмного керування. По апаратній реалізації процесори можна розділити на мікропроцесори (повністю інтегровані всі функції процесора) і процесори з малою й середньою інтеграцією. Конструктивно це виражається в тому, що мікропроцесори реалізують усі функції процесора на одному кристалі, а процесори інших типів реалізують їх шляхом з'єднання великої кількості мікросхем.

Отже, перший мікропроцесор 4004 був створений фірмою Intel на рубежі 70-х років. Він являв собою 4-розрядний паралельний обчислювальний пристрій, і його можливості були сильно обмежені. 4004 міг робити чотири основні арифметичні операції й застосовувався спочатку тільки в кишенькових калькуляторах. Пізніше сфера його застосування була розширена за рахунок використання в різних системах керування (наприклад, для керування світлофорами). Фірма Intel, правильно вгадавши перспективність мікропроцесорів, продовжила інтенсивні розробки, і один з її проектів в остаточному підсумку привів до великого успіху, що визначили майбутній шлях розвитку комп'ютерів та обчислювальної техніки вцілому.

Їм став проект по розробці 8-розрядного процесора 8080 (1974 р.). Цей мікропроцесор мав досить розвинену систему команд і вмів ділити числа. Саме він був використаний при створенні персонального комп'ютера Альтаір, для якого молодий Білл Гейтс написав один зі своїх перших інтерпретаторів мови BASIC. Напевно, саме із цього моменту варто вести відлік 5-го покоління.

П'яте покоління ЕОМ (1984 р.) можна назвати мікропроцесорним. Помітьте, що четверте покоління закінчилося тільки на початку 80-х, тобто батьки в особі великих машин і їх розвинене чадо, яке набирає сили. Протягом майже 10 років відносно мирно існували разом. Для них обох цей час пішов тільки на користь. Проектувальники великих комп'ютерів нагромадили величезний теоретичний і практичний досвід, а програмісти мікропроцесорів зуміли знайти свою, нехай спочатку дуже вузьку, нішу на ринку.

В 1976 році фірма Intel закінчила розробку 16-розрядного процесора 8086. Він мав досить велику розрядність регістрів (16 біт) і системної шини адреси (20 біт), за рахунок чого міг адресувати до 1 Мбайт оперативної пам'яті.

В 1982 році був створений 80286. Цей процесор являв собою поліпшений варіант 8086. Він підтримував уже кілька режимів роботи: реальний, коли формування адреси вироблялося за правилами i8086, і захищений, котрий апаратно реалізовував багатозадачність і керування віртуальною пам'яттю. 80286 мав також велику розрядність шини адреси - 24 розряду проти 20 в 8086, і тому він міг адресувати до 16 Мбайт оперативної пам'яті. Перші комп'ютери на базі цього процесора з'явилися в 1984 році. По своїх обчислювальних можливостях цей комп'ютер став порівнянний з IBM System/370. Тому можна вважати, що на цьому четверте покоління розвитку ЕОМ завершилося.

В 1985 році фірма Intel представила перший 32-розрядний мікропроцесор 80386, апаратно сумісний знизу нагору з усіма попередніми процесорами цієї фірми. Він був набагато могутніше своїх попередників, мав 32-розрядну архітектуру й міг прямо адресувати до 4 Гбайт оперативної пам'яті. Процесор 386 став підтримувати новий режим роботи - режим віртуального 8086, що забезпечив не тільки велику ефективність роботи програм, розроблених для 8086, але й дозволив здійснювати паралельну роботу декількох таких програм. Ще одне важливе нововведення - підтримка сторінкової організації оперативної пам'яті - дозволило мати віртуальний простір пам'яті розміром до 4 Тбайт.

Процесор 386 був першим мікропроцесором, у якому використовувалася паралельна обробка. Так, одночасно здійснювалися: доступ до пам'яті й пристроїв уведення-висновку, розміщення команд у черзі для виконання, їхнє декодування, перетворення лінійної адреси у фізичний, а також сторінкове перетворення адреси (інформація про 32-х найбільше часто використовувані сторінки містилася в спеціальну кеш-пам'ять).

Незабаром після процесора 386 з'явився 486. У його архітектурі одержали подальший розвиток ідеї паралельної обробки. Пристрій декодування й виконання команд було організовано у вигляді п'ятиступеневого конвеєра, на другому в різній стадії виконання могло перебувати до 5 команд. На кристал була поміщена кеш-пам'ять першого рівня, що містила часто використовувані код і дані. Крім цього, з'явилася кеш-пам'ять другого рівня ємністю до 512 Кбайт. З'явилася можливість будувати багатопроцесорні конфігурації. У систему команд процесора були додані нові команди. Всі ці нововведення, поряд зі значним (до 133 Мгц) підвищенням тактової частоти мікропроцесора, дозволили значно підвищити швидкість виконання програм.

З 1993 року стали випускатися мікропроцесори Intel Pentium. Їхня поява, початку захмарилося помилкою в блоці операцій із плаваючою крапкою. Ця помилка була швидко усунута, але недовіра до цих мікропроцесорів ще якийсь час залишалася.

Pentium продовжив розвиток ідей паралельної обробки. У пристрій декодування й виконання команд був доданий другий конвеєр. Тепер два конвеєри (називаних u і v) разом могли виконувати дві інструкції за такт. Внутрішній кеш був збільшений удвічі - до 8 Кбайт для коду й 8 Кбайт для даних. Процесор став більш інтелектуальним. У нього була додана можливість пророкування розгалужень, у зв'язку із чим значно зросла ефективність виконання нелінійних алгоритмів. Незважаючи на те що архітектура системи залишалася усе ще 32-розрядною, усередині мікропроцесора стали використовуватися 128- і 256-розрядні шини передачі даних. Зовнішня шина даних була збільшена до 64 біт. Продовжили свій розвиток технології, пов'язані із багатопроцесорною обробкою інформації.

Поява мікропроцесора Pentium Pro розділила ринок на два сектори - високопродуктивних робочих станцій і дешевих домашніх комп'ютерів. У процесорі Pentium Pro були реалізовані самі передові технології. Зокрема був доданий ще один конвеєр до ще двох у процесора Pentium. Тим самим за один такт роботи мікропроцесор став виконувати до трьох інструкцій.

Більш того, процесор Pentium Pro дозволив здійснювати динамічне виконання команд (Dynamic Execution). Суть його в тім, що три пристрої декодування команд, працюючи паралельно, ділять команди на більш дрібні частини, названі мікро операціями. Далі ці мікрооперації можуть виконуватися паралельно п'ятьма пристроями (двома цілочисельними, двома із плаваючою крапкою й одним пристроєм інтерфейсу з пам'яттю). На виході ці інструкції знову збираються в первісному виді й порядку. Міць Pentium Pro доповнюється вдосконаленою організацією його кеш-пам'яті. Як і процесор Pentium, він має 8 Кбайт кеш-пам'яті першого рівня й 256 Кбайт кеш-пам'яті другого рівня. Однак за рахунок схемних рішень (використання архітектури подвійної незалежної шини) кеш-пам'ять другого рівня розташували на одному кристалі з мікропроцесором, що значно підвищило продуктивність. В Pentium Pro реалізували 36-розрядну адресну шину, що дозволило адресувати до 64 Гбайт оперативної пам'яті.

Процес розвитку сімейства звичайних процесорів Pentium теж не стояв на місці. Якщо в процесорах Pentium Pro паралелізм обчислень був реалізований за рахунок архітектурних і схемотехнічних рішень, то при створенні моделей процесора Pentium пішли по іншому шляху. У них включили нові команди, для підтримки яких трохи змінили програмну модель мікропроцесора. Ці команди, що одержали назву MMX-Команд (MultiMedia eXtention - мультимедійне розширення системи команд), дозволили одночасно обробляти кілька одиниць однотипних даних.

Наступний випущений у світ процесор, названий Pentium II, об'єднав у собі всі технологічні досягнення обох напрямків розвитку архітектури Pentium. Крім цього він мав нові конструктивні особливості, зокрема, його корпус виконаний відповідно до нової технології виготовлення корпусів. Не забутий і ринок портативних комп'ютерів, у зв'язку із чим процесором підтримуються кілька режимів енергозбереження.

Процесор Pentium III. Традиційно він підтримує всі досягнення своїх попередників, головне (і, можливо, єдине?!) його достоїнство - наявність нових 70 команд, Ці команди доповнюють групу MMX-Команд, але для чисел із плаваючою крапкою. Для підтримки цих команд в архітектуру процесора був включений спеціальний блок.

Сьогодні ми працюємо із багатоядерними комп'ютерами, і майже зовсім забули, що зовсім нещодавно процесори в наших годинниках були недосяжною мрією програмістів величезних підприємств.

АПАРАТНЕ ТА ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КОМП'ЮТЕРА

Комп'ютер являє собою сукупність засобів, які призначені для автоматизації процесів обробки та зберігання інформації. Він здатний виконувати обчислення, опрацьовувати тексти, розпізнавати та формувати зображення, перетворювати та аналізувати сигнали, керувати різноманітними об'єктами і технологічними процесами, розв'язувати арифметичні та логічні задачі, тощо. Технічні засоби, що входять до складу комп'ютера, називають його апаратним забезпеченням (hardware). До таких засобів належать: монітор, системний блок і всі його складові), клавіатура, маніпулятор (мишка), колонки, принтери, сканери, тощо.

Роботою комп'ютера необхідно керувати, тобто вказати, які ж операції він повинен виконати і у якій послідовності.

Сукупність чітких, однозначних, зрозумілих комп'ютеру команд (інструкцій), що визначають послідовність операцій, які необхідно виконати для одержання розв'язку певної задачі, називають програмою. Сукупність таких програм називається програмним забезпеченням (software).

До програмного забезпечення комп'ютера належать: Операційна система (наприклад, WindowsXP), пакет програм MicrosoftOffice (MSExcel, MSWord, MSAccess,…), різноманітні ігри, якщо вони встановлені на даному комп'ютері, драйвери до принтерів, сканерів, тощо. Таким чином, роботу комп'ютера можна розглядати як опрацювання даних за програмою. Комп'ютер приймає вхідні дані (інформацію), обробляє їх та видає результат - вихідні дані. Наприклад, комп'ютеру задана задача помножити 7 на 8. У цьому випадку вхідними даними будуть цифри, які множаться, а вихідними - їх добуток. Американський вчений Дж. фон Нейман у1946р. сформулював загальні принципи організації та функціонування комп'ютера, тобто описав його архітектуру. Проілюструємо її, адже сучасні комп'ютери використовують саме архітектуру цього вченого:

Згідно з цією схемою до складу апаратної частини комп'ютера повинні входити такі основні пристрої: пристрій управління, арифметично - логічний пристрій, оперативна пам'ять і пристрої введення та виведення. Щоб розв'язати певну задачу, до пам'яті комп'ютера вноситься програма, яка визначає процес розв'язання цієї задачі, а також необхідні дані. Команда і дані потрапляють по АЛП, після чого команда виконується, а результат зберігається в оперативній пам'яті. Пристрій управління визначає, якою ж має бути наступна команда, яка надійде для опрацювання в АЛП. Процес продовжується до тих пір, доки пристрою управління не трапиться команда завершення роботи програми. Якщо серед команд програми є команда виведення, то описується відповідний пристрій, наприклад принтер, і якщо він увімкнений і заправлений папером, то здійснюється друк результатів. Здебільшого пристрій управління та арифметично - логічний пристрій не розглядаються окремо, а об'єднуються одним словом - процесор.

Отже, в арифметично - логічний пристрій потрапляє увесь цей вираз. Тоді пристрій управління вирішує, якою ж першою має виконуватися дія. Оскільки у комп'ютері уже є закладені послідовності дій (це замість нас зробили програмісти та розробники програмного забезпечення), то пристрій управління обирає дію 8*2. АЛП рахує цей вираз і результат множення надсилає до оперативної пам'яті. Оперативна пам'ять сигналізує процесору про отримання результату і відразу після цього пристрій управління обирає команду 16/5. АЛП виконує операцію і подає її до оперативної пам'яті. Знову пристрій управління втручається і подає на обробку АЛП дію 255-3,2. АЛП передає результат в оперативну пам'ять. Тоді пристрій управління знову шукає команду, яку необхідно виконати і натрапляє на закінчення обчислень. Кінцевий результат процесор видає на монітор чи інший пристрій виведення (якщо ці дії виконувалися для користувача), або у оперативну пам'ять (якщо це внутрішній результат комп'ютера). У випадку, якщо процесору не вистарчає інформації, він видає повідомлення про внесення коректив для виконання команди, а корективи у свою чергу вносяться із пристроїв введення. Отже, процесор - це пристрій для обробки даних (інформації).

Давайте розглянемо, які пристрої введення та виведення нам відомі. Пристрої введення - це клавіатура, мишка, сканер, диски, дискети, модеми, тобто усе, чим користувач може занести інформацію у комп'ютер. Пристрої виведення - це монітор, колонки, принтер, диски, дискети, модеми, тобто усе, чим комп'ютер може передати інформацію у зрозумілому для користувача вигляді. Як ви вже мабуть зауважили, деякі пристрої можуть бути пристроями і введення і виведення, залежно від обставин і функцій використання.

Одним із принципів роботи комп'ютерів, запропонованих Дж. фон Нейманом, є принцип єдиної лінійної пам'яті. Одна і та сама комірка пам'яті для однієї задачі може містити команду, а для іншої - дані. «Лінійної» означає, що всі комірки пам'яті пронумеровані від 0 до N. Номер комірки називають її адресою. Різні комп'ютери мають різні розміри (кількість комірок) оперативної пам'яті. Тому у середині 60-х років, коли фірма ІВМ випустила серію обчислювальних машин (тобто комп'ютерів), склався стандарт одиниці виміру пам'яті - 1 байт. Тому, на сьогоднішній день, читаючи опис конфігурації комп'ютера, ми зустрічаємось з таким позначеннями, як наприклад, оперативна пам'ять - 256Mb (мега байт).

ВНУТРІШНІ СКЛАДОВІ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМП'ЮТЕРА

Більшість обов'язкових пристроїв є, так званими, «внутрішніми» пристроями комп'ютера. Саме вони забезпечують обробку, виконання і зберігання інформації та програм. Всі інші («зовнішні») пристрої призначення для взаємодії з користувачем, введення і виведення інформації, передачі інформації між комп'ютерами та виконання інших «зовнішніх» операцій. Розглянемо, з чого ж складається всім нам відомий системний блок і коротко опишемо характеристики основних його складових.

До складу внутрішніх пристроїв, що знаходяться в середині системного блоку входять:

Процесор - мікросхема, що безпосередньо виконує команди комп'ютерних програм. Це мозок комп'ютера. Усі дії, команди, посилання, що може виконувати комп'ютер - все це закладено у цьому малесенькому (трішки більшому за сірникову коробку) пристрої. Чим потужніший процесор - тим швидше «думає комп'ютер»

Оперативна пам'ять - це внутрішня, енергозалежна пам'ять комп'ютера, яка відповідає за роботу системи у ввімкненому стані, швидкодію передачі зображень тощо. Розмір та тип оперативної пам'яті вказаний на наклейці, що розміщена на одній із її сторін. На сьогоднішній день, для оптимальної роботи комп'ютера необхідно 4і більше Gb(гігабайт)ОП.

Системна (материнська) плата -це серце комп'ютера. Це плата, до якої під'єднуються усі внутрішні та зовнішні пристрої комп'ютера. Для кожного існуючого пристрою продумане своє, унікальне гніздо. Тому, при зборі комп'ютера, навіть новачок зможе за кілька годин зібрати свій перший системний блок. Внутрішні пристрої під'єд- нуються безпосередньо до материнської плати за допомогою портів та шлейфів. Для зовнішніх пристроїв ці порти виведені на зовнішню панель системного блоку.

Відеокарта - плата, що забезпечує зв'язок між системним блоком і монітором. Іноді відео карта інтегрується на материнську плату. Це не найкращий варіант, оскільки, при потребі замінити відео карту необхідно буде змінювати усю материнську плату, що потягне за собою неабиякі матеріальні вкладення. Основна задача відео карти - донесення зображення від монітора до користувача.

Мережева карта - додаткова плата, за допомогою якої здійснюється підключення комп'ютера до комп'ютерної мережі. Поєднання декількох комп'ютерів в мережу значно розширює їх можливості - дозволяє декільком користувачам ефективно працювати над спільним проектом, оперативно обмінюватися повідомленнями і інформацією, відкриває шлях до всесвітньої мережі Інтернет. Як і більшість стандартних внутрішніх пристроїв, мережева карта переважно інтегрується на материнську плату.

Звукова карта - додаткова плата, що призначена для обробки звукової інформації, а також для з'єднання системного блоку із зовнішніми пристроями введення/виведення звуку (мікрофонами, наушниками, звуковими колонками, музичними синтезаторами тощо). В сучасних комп'ютерах здебільшого звукова карта інтегрується на материнську плату. В такому випадку вона завжди присутня в конфігурації комп'ютера і не потребує окремої установки, хоча так само як і у випадку відео карти це не є оптимальним варіантом.

Жорсткий диск - пристрій для довгострокового зберігання великих об'ємів інформації (програм, даних тощо). Хоча з першого погляду - це невеличка коробочка в середині системного блоку, значення його дуже велике. Бо саме на жорсткому диску зберігаються всі програми, з якими ви працюєте, файли і документи, що ми створили і якими користуємось.

Дисковод для гнучких дисків -пристрій для читання даних з гнучких магнітних дисків (дискет). На сьогоднішній день цей пристрій втрачає свою актуальність - дискети дозволяють зберігати невеликі об'єми інформації і працюють занадто повільно, тому їх активно витісняють інші пристрої зберігання інформації (зокрема карти flash-пам'яті та диски).

Дисковод CD-RW або DVD-RW - пристрій для зчитування та запису даних з оптичних носіїв (комп'ютерних дисків). Звичайно, використання такого пристрою значно розширює можливості комп'ютера, бо дозволяє розвантажити жорсткий диск, записуючи на оптичні диски файли і програми. Також ці пристрої відіграють велику роль для безпеки даних, тому що дозволяють легко створювати резервні копії всіх документів, що використовуються на комп'ютері.

ЗОВНІШНІ ПРИСТРОЇ КОМП'ЮТЕРА АБО ПРИСТРОЇ ВВЕДЕННЯ, ВИВЕДЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ

Для того, щоб коректно підключити зовнішній пристрій, необхідно знати, які гнізда зворотної частини комп'ютера відповідають необхідним пристроям. На рисунку зображена зворотна панель системного блоку з портами для підключення зовнішніх пристроїв

Розглянемо детальніше пристрої введення/виведення інформації та дамо коротку їм характеристику.

Пристрої введення інформації

Пристрої введення інформації - це пристрої, завдяки яким інформація вводиться користувачем у комп'ютер. Основні з них є клавіатура, мишка, сканер, носії інформації (диски, дискети, флешки)

Клавіатура

Головним пристроєм введення у більшості комп'ютерних систем є клавіатура. Розглянемо основні її параметри.

Типи клавіатур

Тип клавіатури	Принцип будови
Мембранні	Назва утворилася від того,що при натисканні клавіші замикаються дві мембрани. Мембрани зазвичай виглядають як диски на пластиковій плівці, виконаній друкованим способом. Через те що, мембрани знаходяться на внутрішньому боці плівок, конструкція добре захищена, наприклад від пролитої кави. Плюсами мембранного типу клавіш є захищеність від забруднення, низький шум і низька ціна. Мінус цього типу - недовговічність.
Напівмеханічні	У цих клавіатурах використовуються більш довговічні й такі, що не протираються, металеві контакти.
Механічні	У механічних клавіатурах клавіша працює завдяки пружині. Мінуси такого механізму - відсутність герметичності й висока ціна. Плюсом є довговічність і надійність. Особливо коли контакти позолочені.

Довговічність, тобто кількість натискань, при якій забезпечується надійний контакт, для мембранних клавіатур складає 10 40 млн, у механічних (напівмеханічних) -- 50 млн. і навіть 100 млн. для позолочених контактів. Однак для звичайного користувача 20 млн. при звичайній роботі вистачить на 10 років і більше. За цей час змінюється мінімум два покоління клавіатур. Тому при виборі клавіатури необхідно звертати увагу не на довговічність роботи, а на зручність використання та дизайн.

Параметри клавіатури

1.Тактильні параметри: твердість клавіш і довжина ходу. Тверда клавіатура не дає можливості швидко та легко набирати текст. Занадто м'яка, навпаки, наставить зайвих символів при випадковому легкому дотику.

2. Розкладка кирилиці.

3.Ергономічність клавіатури. Так звані ергономічні клавіатури менше стомлюють користувача, хоча займають більше місця і коштують дорожче.

4.Наявність підставки для рук. Підставка знижує стомлюваність і поліпшує зовнішній вигляд.

5.Групи додаткових клавіш. Це можуть бути мережеві, мультимедійні й інші групи клавіш. Прискорюють роботу, дозволяючи менше переключатися на мишу і назад. Розташування клавіш вимикання має бути таким, щоб випадково їх не зачепити.

Сканери

Сканер - це пристрій, виведення інформації з паперового носія на електронний. Сканер використовують у випадку, коли виникає потреба ввести в комп'ютер із наявного оригіналу текст або графічне зображення для його подальшого оброблення (редагування і т.д.). Введення такої інформації за допомогою стандартних пристроїв введення потребує багато часу і праці. Сканована інформація потім обробляється за допомогою спеціального програмного забезпечення (наприклад, програмою FineReader) і зберігається у вигляді текстового або графічного файлу.

Класифікація сканерів

Існує чимало моделей сканерів, що різняться методом сканування, допустимим розміром оригіналу та якістю оптичної системи. За способом організації переміщення зчитуючого вузла відносно оригіналу сканери поділяються на планшетні, барабанні та ручні.

Планшетний сканер

У планшетних сканерах оригінал кладуть на скло, під яким рухається оптико- електронний зчитуючий пристрій.

Дуже зручні в домашньому використанні.

Барабанні сканери

У барабанних сканерах оригінал через вхідну щілину втягується барабаном у транспортний тракт і пропускається повз нерухомий зчитуючий пристрій.

Барабанні сканери не дають змоги сканувати книги, переплетені брошури тощо.

Ручні сканери

Ручний сканер необхідно плавно переміщувати вручну по поверхні оригіналу. Як правило, використовується для зчитування штрих кодів товарів у різного типу торгових точках, складах, тощо.

Маніпулятор (миша). Типи маніпуляторів

Мишки - це маніпулятори, створені для пришвидшення та спрощення роботи користувача з персональним комп'ютером. Бувають трьох типів : роликові, лазерні та оптичні.

Роликова мишка знизу має ролик, яким, ковзаючи по столу, передає напрямок руху на комп'ютер. Це найдешевший вид маніпулятора. Єдиний його недолік у тому, що ролик, потрапляючи на брудну чи запилену поверхню, вбирає цей бруд на себе і затягує в середину у мишку. Таким чином, маніпулятор забивається, його рухомість обмежується, а з часом зовсім паралізується. Щоб запобігти цьому необхідно чистити мишку з середини, що не завжди зручно робити. На порятунок ситуації «прийшли» лазерні миші. Ролик, у них схований у середину, а зверху замість нього - лазер, який світиться червоним і при контакті з поверхнею передає траєкторію руху та дії на монітор. Найновішим та найдорожчим видом мишок є оптичні миші (бездротові). Принцип їхньої роботи майже аналогічний лазерним мишам. Їх зручно використовувати за роботою на ноутбуках, у відрядженнях, в поїздах, тобто там, де не створені умови для роботи інших типів мишок.

Носії інформації

Носії інформації - це пристрої, призначені для зберігання та перенесення інформації. Вони можуть бути як пристроями введення так і пристроями виведення інформації. Все залежить від мети їх використання. Якщо користувач записує на носій якусь інформацію, то цей носій автоматично стає пристроєм виведення інформації з комп'ютера. Та тільки-но користувач підключить його до іншої системи і спробує списати інформацію з носія на комп'ютер - цей носій одразу стає пристроєм введення інформації. До таких пристроїв належать:

Дискети

CD R/RW диски

DVD R/RW диски

Flash - пам'ять (флешки)

Жорсткі диски (зовнішні та внутрішні).

Дискета

Дискета - це портативний магнітний носій інформації, який використовується для багаторазового запису та зберігання даних відносно невеликого розміру. Цей вид носія користувався популярністю у 1970х - 1990-х рр. Запис та зчитування дискет здійснюється за допомогою спеціального пристрою - дисковводу гнучких дисків. Дискети, як правило, мають функцію захисту від запису, при використанні якої дискета буде працювати у режимі зчитування інформації без можливості її виправлення.

Компакт-диски CDR/RW, DVDR/RW

CDR/RW-диски (компакт-диски) це оптичні носії інформації у вигляді диска з отвором у центрі. Основною причиною створення компакт-диску було створення електронного носія для аудіо-даних, проте, на сьогоднішній день цей вид носія широко застосовується для зберігання широкого спектру різноманітної інформації CDR, DVDR - це тип компакт-дисків, призначений для одноразового запису без можливості зміни записаної інформації.

CDRW, DVDRW - це тип компакт-дисків, призначений для багаторазового запису та перезапису будь-якої інформації. Запис та зчитування CD-дисків здійснюється за допомого CD-ROMу, який розміщується на системному блоці комп'ютера.

Flash - пам'ять

Flash-пам'ять (флешки) -- це тип довговічної комп'ютерної пам'яті. Приклади її застосування найрізноманітніші. Від цифрових аудіо-плеєрів, камер до мобільних телефонів та кишенькових комп'ютерів. Це найновіший та найбільш універсальний, компактний та зручний носій інформації. Однак і він має свій недолік. При некоректному використанні флешки відбувається її пошкодження та втрата збережених даних. Найбільш поширеною помилкою користувачів є те, що її витягають з комп'ютера, коли інформація ще продовжує писатися, або не застосувавши безпечне вимкнення USB носія.

Пристрої виведення інформації

Пристрої виведення інформації - це пристрої, завдяки яким інформація виводиться з комп'ютера до користувача. Основні з них є монітори, принтери, колонки, носії інформації, тощо

Монітор. Типи моніторів

Монітори - це дисплеї, інтерфейс системи «людина - апаратура - людина». Вони бувають двох типів: рідкокристалічні та лампові.

ЕПТ (електро-променева трубка) монітор - це старий тип моніторів. Для нього характерний великий розмір, дутий екран, потужне негативне випромінювання, мала роздільна здатність (що шкодить на зір) та незручна будова. На сьогоднішній день такі дисплеї вже не виробляються підприємствами і купити їх можна лише «з рук». Приваблива ціна залишає їх досить популярними серед бідних верств населення.

ТFT (рідкокристалічні) монітори - це монітори нового покоління, товщина яких залишається майже непомітною. Саме ця риса робить їх дуже зручними для використання в офісних приміщеннях, вдома, на підприємствах та у навчальних закладах. Ці монітори мають виключно плоский екран, менше шкідливі для зору, завдяки великій роздільній здатності. Заміна лампи на рідкі кристали дозволила не тільки зменшити об'єм пристрою, але й зменшити кількість негативного опромінення, що є дуже важливим при використанні техніки людьми, а особливо дітьми.

Принтер

Принтер - це пристрій для друку, який підключається до комп'ютера. Він може роздруковувати файли, що зберігаються в комп'ютері один або безліч разів. Принтери бувають трьох типів: лазерні, струменеві та матричні.

Матричний принтер - найстаріший з усіх видів принтерів. Принцип його друку будується на принципі друкарської машинки. Ці принтери дуже шумні, не якісно та повільно друкують. Ціна низька.

Струменевий принтер буває кольоровим та чорно-білим. На відміну від матричного принтера, якість друку в ньому дуже висока. Це досягається за рахунок того, що замість звичайного стрічкового картриджа в ньому стоять баночки з фарбою і принтер буквально малює по папері. Великий недолік цієї техніки в тому, що тільки роздрукований папір попаде під краплю води - текст в ньому тут же розпливеться і ваші зусилля залишаться марними. Крім того, будь - якій фарбі властиво засихати. Цей принтер не виняток. Якщо регулярно ним не користуватися (хоча б раз на 2 тижні) картридж засохне і ви змушені будете купувати новий, що несе за собою значні витрати (180-200 грн.). Ці принтери не економні: 1 картридж = 300 копій. Ціна середня.

Лазерний принтер - це найекономніший, найнадійніший та найдорожчий з усіх існуючих видів принтерів. Його зручно використовувати там, де є великий об'єм друку. Це наприклад, салони для роздруку та копіювання документів, офіси, навчальні заклади, корпорації, заводи, тощо. З одної заправки картриджа виходить 15 000 копій. Вартість картриджа на сьогоднішній день приблизно 150-200 грн. Крім того, це єдиний тип картриджів, які можна законно заправляти, не порушуючи прав виробника. Заправка коштує 60-90 грн., що значно здешевлює витрати на друк. Ціна висока.

ВИСНОВОК

В сучасному розумінні, комп'ютер - це універсальний електронний пристрій, призначений для автоматизації накопичення, збереження, опрацювання, передачі та відтворення даних.

Однак було б хибним вважати, що комп'ютер проводить лише обчислення. Враховуючи розширення сфери застосування засобів обчислювальної техніки в практичній діяльності людини, необхідність опрацювання великих об'ємів інформації за досить нетривалий час, збільшення потужностей комп'ютерів та розвиток телекомунікацій, комп'ютери все частіше використовуються як засоби накопичення інформації. Основними завданнями, що вирішуються при цьому, є впорядкування інформації, пошук та фільтрація даних.

Склад обчислювальної системи називається конфігурацією. Апаратні та програмні засоби обчислювальної системи розглядаються окремо. Тому розрізняють апаратну на програмну конфігурацію. Такий поділ для інформатики є істотним, тому що часто розв'язання одних і тих же завдань може забезпечуватись як апаратними, так і програмними засобами. Критерієм вибору того чи іншого засобу є його ефективність та продуктивність.

Структурно комп'ютер складається з чотирьох основних пристроїв відповідно до тих завдань, які він вирішує при опрацюванні даних.

Пристрої введення призначені для вводу (накопичення) інформації та управління роботою комп'ютера користувачем. До цих пристроїв відносяться: клавіатура, маніпулятор миша, сканер.

Пристрої виведення призначені для виводу інформації з метою візуального спостереження за роботою комп'ютера та створення твердих копій документів. До них належать монітор, принтер (друкуючий пристрій), плоттер.

Размещено на Allbest.ru

...