Основні та допоміжні пристрої комп’ютера, їх призначення

2.2. Основні та допоміжні пристрої комп’ютера, їх призначення.

 

Розглянемо докладніше апаратну частину комп'ютера. Вона складена за вдосконаленою схемою Дж. фон Неймана. Нагадаємо, що відповідно до цій схеми комп'ютер повинен складатися з:

·           внутрішньої пам'яті, призначеної для зберігання даних
та програм, що необхідні комп'ютеру для роботи;

·           центрального процесора, призначеного для виконання
команд; інколи його позначають абревіатурою CPU;

·     пристроїв введення, призначених для введення в комп'ютер даних і програм;

·     пристроїв виведення, призначених для виведення результатів.

Окрім того, в сучасних комп'ютерах використовуються так звані накопичувачі – пристрої, призначені для постійного зберігання даних та програм. Зазвичай ці пристрої називають зовнішньою пам'яттю.

Усі пристрої введення-виведення, а також пристрої внутрішньої пам'яті підмикають до системної шини через відповідні спеціальні плати, які називають адаптерами та контролерами. Центральний мікропроцесор, внутрішню пам'ять, системну шину, адаптери та контролери розміщують на одній платі, яку називають материнською.

Зовнішня пам'ять – це, як правило, накопичувачі на магнітних та оптичних дисках. Сюди входять жорсткі магнітні диски та гнучкі магнітні диски також існують оптичні диски (лазерні) CD-ROM з максимальним розміром ~ 650 Мбайт. Останні бувають двох типів 5.25» з максимальним розміром 1.2, та 3.5» з максимальним розміром 1.44 Мбайт.

Усі пристрої введення-виведення з точки зору порядку їх використання можна розділити на дві групи: стандартні (основні) – пристрої введення-виведення та нестандартні (неосновні). Останні ще називають периферійними пристроями. Стандартні пристрої – це пристрої за замовчуванням, тобто ті, з яких комп'ютер чекає введення-виведення, якщо спеціально не обумовлені інші пристрої. Такими пристроями є дисплей та клавіатура.

До нестандартних пристроїв можна віднести такі:

1. Накопичувачі на магнітних та оптичних дисках.

2. Пристрої виведення символьної та графічної інформації (принтери та плоттери).

3. Пристрої введення інформації (миша, сканер).

4. Пристрої зв'язку комп'ютера з телефонною мережею (модем).

Клавіатура призначена для вводу даних та керування роботою ПК. Для кожного символу призначена окрема клавіша, натиснувши на яку ви забезпечуєте ввід необхідного символу, кожен символ кодується 8‑ми бітним кодом. Клавіатура має 101–108 клавіш та декілька клавіш індикаторів, які говорять про нинішній режим роботи клавіатури.

Клавіатура в свою чергу поділена на чотири блока. Перший містить клавіші з літерами, цифрами, символами, а також ряд клавіш керування. На більшість клавіш припадає по три чи чотири символи. Наприклад перехід на верхній реєстр виконується натисканням клавіші Caps Lock.

Пристрої друку призначені для виводу інформації на папір. Інформація є двох типів: текстова, графічна.

Принтери бувають трьох типів:

1. Матричні (голчаті) спосіб друку на якому а) текстовий (подібний до виводу символів на монітор з клавіатури), б) графічний (голки вдаряють по матричній плівці та виводить зображення на папір).

2. Струмені принтери відображають інформацію на папері шляхом нанесення на папір фарбуючої речовини речовини, яка зберігається в головці та виприскується з форсунок.

3. Лазерні принтери забезпечують найліпшу швидкість та зображення, спосіб друку відтиск порошком на папері.

Накопичувачі бувають на жорстких магнітних дисках (вінчестерах) (англ. hard disk – жорсткий диск) і гнучких маг-пітних дисках – дискетах, або флопі-дисках (англ. floppy disk – гнучкий диск). Такі накопичувачі називаються дисковими накопичуваними. Є й інші види накопичувачів.

Накопичувані – пристрої, призначені для постійного зберігання інформації.

Дискові накопичувачі – це накопичувачі на жорстких і гнучких магнітних дисках.

Дисковод CD ROM – це пристрій читання компакт дисків на комп’ютері характеризується швидкістю передачі даних і якістю читання дисків.

Монітор – пристрій відображення візуальної інформації. Характеризується розміром по діагоналі трубки, що дозволяє поліпшенню розширення, величиною зерна, максимальною частотою відновлення кадрів по типі підключення. Розмір діагоналі монітора задається в дюймах. Чим діагональ монітора більша тим краще. Стандартні розміри трубки монітора: 15», 17», 19», 21» та інші. Зображення на моніторі формується з дрібних світлих крапок монітора, за принципом мозаїки. Окремий мозаїчний елемент (крапка) називається – пікселем.

2.3 Характеристика моніторів

Монітор – пристрій відображення візуальної інформації.

Монітор варто віднести до самого довгоживучому або консервативному компоненту в комп'ютерній системі з погляду заміни й модифікації. Дійсно, багато хто роблять модернізацію материнської плати, вінчестера, нарощують пам'ять, установлюють додаткові пристрої, однак монітор зміняється вкрай рідко через чималу вартість.

Саме за допомогою монітора ми сприймаємо всю візуальну інформацію від комп'ютера. Від якості й безпеки монітора прямо залежить ваше здоров'я – насамперед зір.

Сучасні монітори бувають 3х типів:

·     ЕПТ монітори – на основі електронно-променевої трубки (по-англійському CRT – cathode ray tube)

·     РК – рідкокристалічні монітори (по-англійському LCD – liquid crystal display)

·     Плазменні монітори – на основі плазменної панелі.

ЕПТ – монітори

В основі ЕПТ моніторів лежить катодно-променева трубка. Її передня частина із внутрішньої сторони покрита люмінофором – спеціальною речовиною, здатним випромінювати світло при влученні на нього швидких електронів. Люмінофор наноситься у вигляді наборів крапок трьох основних квітів – червоними, зеленими й синього, їхніми сполученнями представляється будь-які кольори спектра.

Сучасні ЕПТ монітори добре передають кольори зображення, однак шкідливі для очей через електромагнітні випромінювання й мерехтіння зображення. Важливим параметром є частота відновлення екрана, що залежить також і від відеокарти.

РК – монітори

LCD або рідкокристалічні монітори зроблені з речовини, що перебуває в рідкому стані, але при цьому має деякі властивості, властивим кристалічним тілам. Молекули рідких кристалів під впливом електрики можуть змінювати свою орієнтацію й внаслідок цього змінювати властивості світлового променя минаючого крізь них.

У РК моніторів особливу важливість мають такі параметри:

·     Тип матриці

·     Контрастність

·     Яскравість

·     Кут огляду

·     Час відгуку

У цьому випадку час відгуку відіграє важливу роль в іграх і при перегляді відео, а от якість передачі квітів прямо залежить від типу матриці.

РК – монітори завоювали популярність серед користувачів персональних комп'ютерів, тому що вважаються менш шкідливими для здоров'я, чим ЕПТ монітори. Уважається, що відсоток випромінювання від моніторів РК на 21% менше, ніж ЕПТ.

Плазменні монітори

Плазменні екрани створюються шляхом заповнення простору між двома скляними поверхнями інертним газом, наприклад, аргоном або неоном. Плазма газового розряду випромінює світло в ультрафіолетовому діапазоні, що викликає світіння часток люмінофора в діапазоні, видимому людиною. Висока яскравість і контрастність поряд з відсутністю тремтіння є більшими перевагами таких моніторів, однак, їхні цінові характеристики на порядок вище РК й ЕПТ моніторів.

Монітори підключаються до спеціального рознімання VGA або DVI на задній панелі відеокарти.

Основними виробниками моніторів є компанії Samsung, LG, NEC, Sony й інші.

Характеризується розміром по діагоналі трубки, що дозволяє поліпшенню розширення, величиною зерна, максимальною частотою відновлення кадрів по типі підключення. Розмір діагоналі монітора задається в дюймах. Чим діагональ монітора більша тим краще. Стандартні розміри трубки монітора: 15», 17», 19», 21» та інші. Роздільна здатність монітора визначається максимальною кількістю пікселів, що розміщуються по діагоналі і вертикалі екрана.

Вилична зерна визначає розмір крапки люмінофора на екрані. Чим вона менша, тим чіткіше і якісніше зображення. Стандартні значення: 0,28 0,26 0,25 0,24 0,21 0,20 мм. Частота обновлення кадрів монітора впливає на стомлюваність оператора при роботі з монітором.

При значеннях менше 70 Гц зображення на екрані злегка мерехтить, що сильно втомлює зір. Тому в сучасних моніторах цей параметр коливається від 70 Гц до 100 Гц у залежності від моделі, встановленої розділоздатності монітора і відео карти, встановленої на ПК.

Крім основних показників, для оцінки монітора є ще ряд допоміжних, таких як наявність програм керування колірною температурою зображення, якість зведення променів, наявність якісного противоблискового покриття, відповідальність радіаційної і екологічної безпеки ТСО – 95, ТСО – 99, ТСО – 03.

 

2.4 Конфігурація системного блоку

Як ми вже казали раніше, системний блок містить всі основні компоненти електроніки ПК. Розглянемо їх більш докладно.

Системний блок містить:

1.   Блок живлення

2.   Системну (материнську) плату

3.   Мікропроцесор

4.   Комплект адаптерів для підключення зовні пристроїв до ПК.

5.   Шинний інтерфейс

6.   Відеоплата

7.   Звукова плата

8.   Оперативна пам’ять

9.   Дисковод гнучких магнітних дисків

10.       Дисковод твердих магнітних дисків

11.       Дисковод CD ROM

Як ми вже казали раніше, системний блок містить всі основні компоненти електроніки ПК. Розглянемо їх бiльш докладно.

Блок живлення. Вiн перетворює змiнний електричний струм у постiйний, забезпечуючи чотири стабiлiзованих напруги: +12В, -12В, +5В та -5В. Основна характеристика потужнiсть блока живлення.

Системна (материнська) плата. На ній розташована бiльшiсть основних елементiв, мiкросхем, що забезпечують роботу ПК. До них входять:

 блок центрального процесора (процесор, сопроцесор);

 постiйний запам'ятовуючий пристрiй (ПЗП) – (ROM);

 оперативний запам'ятовуючий пристрiй (ОЗП) – (RAM);

 генератор тактової частоти;

 шинний контролер (Bus Controller);

 контролер переривань (Interrupt Controller);

 контролер прямого доступу до пам'ятi;

 роз'єми розширення системи та iншi.

Всi компоненти, про якi йшла мова, з'єднуються один з одним за допомогою системи провiдникiв, що зветься шиною (Bus).

Розглянемо характеристики та функції, якi виконують вказанi вище компоненти більш докладно.

Мікропроцесор – пристрій перетворення даних. Процесор – це основний пристрій комп'ютера. Він призначений для перетворення введеної інформації.

Характеристикою процесора є розрядність регістрів – пристроїв двійкової пам'яті, з яких складаються його вузли. Сьогодні типовими є 64‑розрядні процесори типу Pentium або Athlon. Чим вища розрядність регістрі, тим більше даних вони опрацьовують за одиницю часу. Набір регістрів процесора і набір внутрішніх команд, які може виконувати процесор, утворюють архітектуру процесора.

Іншою характеристикою процесора є його тактова частота (кількість тактів за секунду), яка вимірюється в гігагерцах).

Інформацiя мiж окремими компонентами ПК передається по шинi. Задача контролера шини полягає в тому, щоб забезпечити при цьому надiйну передачу сигналiв. Контролер прямого доступу до пам'ятi призначений для обмiну iнфомацiєю мiж окремими пристроями (зокрема, дисководами та пам'яттю), минаючі процесор. Пiд час роботи ПК багато пристроїв потребують уваги з боку процесора у той час, коли вiн зайнятий iншою роботою. Контролер переривань виконує функцiю «секретарки», яка стежить за цим процесом, встановлює вiдповiдну чергу.

Відеоконтролер, контролери дисководів. Ці контролери забезпечують необхідний зв'язок між процесором та відповідним пристроєм.

Розрізняють три види запам'ятовуючих пристроїв: пристрої постійної пам'яті, оперативної та дискової.

Внутрішня
Постійна	Оперативна
Для постійного зберігання інформації Інформація не зникає внаслідок вимикання машини Інформацію можна тільки прочитати Обсяг пам'яті малий	Для зберігання інформації протягом сеансу роботи Інформація зникає внаслідок вимикання машини Інформацію можна прочитати або записати Обсяг пам'яті обмежений
Дискова
Для тривалого зберігання інформації Інформація не зникає внаслідок вимикання машини Інформацію можна прочитати або записати Обсяг пам'яті великий

Постійна пам'ять. Деяка інформація (наприклад, програма початкового завантаження комп'ютера) постійно зберігається в пам'яті комп'ютера, навіть якщо він вимкнутий. Ця пам'ять називається постійною. Інформацію з неї можна тільки читати. Тому цей пристрій називають запам'ятовувачем тільки для читання. Отже, постійна пам'ять призначена для запуску комп'ютера і тестування його пристроїв.

Оперативна пам'ять. Інформація, яку вводить користувач з клавіатури чи дисків, потрапляє в оперативну пам'ять. З оперативної пом'яті вона надходить у процесор, де опрацьовується. З процесора інформація знову надходить в оперативну пам'ять. Отже, процесор весь-час обмінюється інформацією (даними) з оперативною пам'яттю. Якщо живлення вимкнути, вміст оперативної пам'яті втрачається. Оперативна пам'ять комп'ютера може мати ємність 128, 256, 512, 1024, 2048 і більше Мбайт і більше та розміщатися в одному чи кількох модулях. У цей час використаються наступні стандарти оперативної пам'яті: DIMM, DDR DIMM, DDR2 DIMM.

CASHE‑пам'ять – кеш-пам'ять – це невеликий за обсягом (256–512 Кбайт) модуль оперативної пам'яті, який характеризується високою швидкодією і призначений для прискорення процесів обміну даними між процесором і всією оперативною пам'яттю. Цей модуль тепер вставляють у головний процесор.

Графічна плата або графічна карта, відеокарта, відеоадаптер – це пристрій, що перетворить зображення, що перебуває в пам'яті комп'ютера, у відеосигнал для монітора. Відеопам'ять може мати ємність 32–1024 Мбайт. Чим вища ємність, тим швидше надходить графічна інформація на екран дисплея.

Дискова пам'ять. Для тривалого зберігання великих обсягів інформації призначена дискова пам'ять – це носії (магнітні чи оптичні диски) та пристрої читання-записування (дисководи). Цей вид пам'яті деколи називають зовнішньою пам'яттю, бо колись пристрої дискової пам'яті перебували поза системним блоком. Для дискової пам'яті характерні велика ємність носіїв і незначна порівняно з оперативною швидкодія пристроїв читання-записування.

Розрізняють такі типи дисків: тверді (постійні) диски, дискети та компакт-диски. Жорсткий диск або вінчестер (по-англійському Hard Disk Drive, HDD) – це енергонезалежний, перезаписуваний комп'ютерний запам'ятовувальний пристрій.

Жорсткий диск є основним накопичувачем даних практично у всіх сучасних комп'ютерах.

Характеристики жорстких дисків

Інтерфейс – це спосіб, що використається для передачі даних, відповідно контролер і рознімання.

Ємність жорсткого диска – це кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних пристроїв досягає 1000 Гб.

Час довільного доступу (random access time) – от 3 до 15 мс, як правило, мінімальним часом володіють серверні диски, самим більшим з актуальних – диски для портативних пристроїв.

Швидкість обертання шпинделя – кількість обертів шпинделя жорсткого диска у хвилину. От цього параметра в значній мірі залежать час доступу й швидкість передачі даних.

Кількість операцій вводу-виводу в секунду – у сучасних дисків це близько 50 операцій у секунду при довільному доступі до накопичувача й близько 100 операцій у секунду при послідовному доступі.

Пристрій читання міні-дисків (дискет, FDD) ємністю 1,2 чи 1,44 Мбайт тощо і рушій компакт-дисків (CD-ROM) ємністю 600 Мбайт чи 4 Гбайт. Постійний диск ще називають твердим диском, чи вінчестером. На ньому зберігається операційна система, прикладні програми і файли користувача. Міні-диски (дискети), а також твердий диск можна змінювати. З'явилися аналоги дискет, які мають ємність 100–200 Мбайт.

Тверді диски обслуговуються контролерами. Контролери вставляються у материнську плату і з'єднуються з дисководами багатожильними плоскими кабелями.

Звукова плата або звукова карта – дозволяє працювати зі звуком на комп'ютері. У цю годину звукові карти бувають убудованими в материнську плату, як окремі плати розширення і як зовнішні пристрої. Найперше завдання звукової плати – обробляти цифровий звук.