Аппаратное и программное обеспечение компьютера

   Видеокарта

Совместно с монитором видеокарта образует видеосистему компьютера. Видеокарта(видеоадаптер) выполняет все операции, связанные с управлением экраном монитора и содержит видеопамять в которой хранятся данные об изображении.

Звуковая карта

Звуковая карта выполняет операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через колонки (наушники), подключаемые к выходу звуковой карты. Имеется также разъём для подключения микрофона. Основным параметром ЗК является разрядность, Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем лучше звучание.

Порты (каналы ввода - вывода)

На задней стенке корпуса современных  ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты :

Game - для игровых устройств (для  подключения джойстика)

VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК

COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через  них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.

PS/2 – асинхронные последовательные  порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь

LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются  принтеры

USB - универсальный интерфейс для  подключения 127 устройств (этот  интерфейс может располагаться  на передней или боковой стенке  корпуса)

IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи  больших объемов видео информации  в реальном времени (для подключения  цифровых видеокамер, внешних жестких  дисков, сканеров и другого высокоскоростного  оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены  все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и для создания локальных сетей.

iRDA - инфракрасные порты предназначены  для беспроводного подключения  карманных или блокнотных ПК  или сотового телефона к настольному  компьютеру. Связь обеспечивается  при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.

Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров. Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру

Разъемы звуковой карты: для подключения  колонок, микрофона и линейный выход.

Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности.

В системном блоке расположены  основные узлы компьютера:

• Системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или карты) и другие электронные устройства:
• блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для электронных схем компьютера;
• накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).
• накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD – RW), предназначенные для чтения и записи на компакт - диски
• накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;
• устройства охлаждения

 

Периферийные устройства

 

Периферийные устройства подключаются к интерфейсам компьютера и предназначены  для выполнения вспомогательных  операций. По значению периферийные устройства можно подразделить на:

• устройства ввода данных

Клавиатура - устройство ввода символьных данных.

Мышь - устройство командного управления

Сканеры, планшеты (дигитайзеры), цифровые фото и видео-камеры - устройства для ввода графических данных

• устройства выхода данных

Принтеры

Лазерные. Обеспечивают высокое качество печати и высокую скорость.

Струйные. Главное назначение - цветная печать. Превосходят лазерные по показателю качество/цена.

• устройства хранения данных

Флэш-диски. Устройство хранения данных на основе энергонезависимой флэш-памяти. Имеет минимальные размеры и допускает "горячее" подключение через разъём USB, после чего распознаётся как жёсткий диск. Объем флэш-диска может составлять от 32 Мб до нескольких Гб.

• устройства обмена данными

Модем

• Устройство, предназначенное для обмена информацией между удалёнными компьютерами по каналам связи. В зависимости от типа канала модемы подразделяют на радио-модемы, кабельные и т.д. Наиболее распространены модемы для телефонных линий.

 

Структурная схема и устройства ПК

Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его конфигурацию. Все устройства ПК подключаются к этой плате с помощью разъемов расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления.

Ядро ПК образуют процессор (центральный  микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего  устройства (ПЗУ) или перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения данных. Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

 

Микропроцессор

 

Центральный микропроцессор (небольшая  микросхема, выполняющая все вычисления и обработку информации) – это  ядро ПК. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы Intel и совместимые с ними микропроцессоры других фирм.

Компоненты микропроцессора:

АЛУ выполняет логические и арифметические операции

Устройство управления управляет  всеми устройствами ПК

Регистры используются для хранения данных и адресов

Схема управления шиной и портами  – осуществляет подготовку устройств  к обмену данными между микропроцессором и портом ввода – вывода, а  также управляет шиной адреса и управления.

Основные  характеристики процессора:

Разрядность – число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды. Большинство современных процессоров – это 32 – разрядные процессоры, но выпускаются и 64 - разрядные процессоры.

Тактовая частота – количество циклов работы устройства за единицу  времени. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность.

Наличие встроенного математического  сопроцессора

Наличие и размер Кэш- памяти.

 

Оперативная память

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) - область памяти, предназначенная  для хранения информации в течение одного сеанса работы с компьютером. Конструктивно ОЗУ выполнено в виде интегральных микросхем.

Из нее процессор считывает  программы и исходные данные для  обработки в свои регистры, в нее  записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, в результате процессору не приходится ждать при чтении или записи данных в память.

Однако быстродействие ОЗУ ниже быстродействия регистров процессора, поэтому перед выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры. По принципу действия различают динамическую память и статическую.

Ячейки динамической памяти представляют собой микроконденсаторы, которые  накапливают заряд на своих обкладках. Ячейки статической памяти представляют собой триггеры, которые могут находиться в двух устойчивых состояниях.

Основные параметры, которые характеризуют  ОЗУ – это емкость и время  обращения к памяти. ОЗУ типа DDR SDRAM (синхронная память с двойной  скорость передачи данных) считается наиболее перспективной для ПК.

Кэш-память

Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной  памяти, иначе микропроцессор будет  простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому современные  компьютеры оснащаются Кэш-памятью  или сверхоперативной памятью.

При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются в  нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к  памяти сначала производится поиск  нужных данных в Кэш-памяти и необходимые  данные из Кэш-памяти переносятся в  регистры, поэтому повышается быстродействие.

Контроллеры

 

Только та информация, которая хранится в ОЗУ, доступна процессору для обработки. Поэтому необходимо, чтобы в его  оперативной памяти находились программа  и данные.

В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.).

Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод) между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие  внешними устройствами компьютера) находятся  на отдельных платах, которые вставляются  в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате.

 

 

Системная магистраль

Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.

Для подключения контроллеров или адаптеров  современные ПК снабжены такими слотами как PCI. Слоты PCI – E Express для подключения новых устройств к более скоростной шине данных. Слоты AGP предназначены для подключения видеоадаптера

Для подключения накопителей (жестких  дисков и компакт-дисков) используются интерфейсы IDE и SCSI. Интерфейс – это совокупность средств соединения и связи устройств компьютера.

Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т.д.) осуществляется через  специальные интерфейсы, которые  называются портами. Порты устанавливаются на задней стенке системного блока.

Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения  дополнительных устройств к основной шине данных компьютера. К основным платам расширения, предназначенным для подключения к шине дополнительных устройств, относятся:

Видеоадаптеры (видеокарты)

Звуковые платы

Внутренние модемы

Сетевые адаптеры (для подключения  к локальной сети)

SCSI – адаптеры

 

 

Внешняя память. Классификация  накопителей

Для хранения программ и данных в ПК используются накопители различных  типов. Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных носителей информации. Различают накопители со сменным  и встроенным носителем.

По  типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных лентах и дисковые накопители. К накопителям на магнитных лентах относятся стримеры и др. Более широкий класс накопителей составляют дисковые накопители.

По  способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются на магнитные, оптические и магнитооптические.

К дисковым накопителям относятся:

накопители  на флоппи-дисках;

накопители  на несменных жестких дисках (винчестеры);

накопители  на сменных жестких дисках;

накопители  на магнитооптических дисках;

накопители  на оптических дисках (CD-R CD-RW CD-ROM) с однократной  записью и

накопители  на оптических DVD – дисках DVD-R DVD-RW DVD-ROM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

   Аппаратное  обеспечение (англ. hardware – аппаратные средства, технические средства) включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере. На компьютерном жаргонеhardware означает «железо» Аппаратное обеспечение без программного обеспечения действительно представляет из себя всего лишь навсего железо.

   Программное  обеспечение (англ. soft ware – математическое обеспечение, программное обеспечение, сокращенно «ПО») включает комплекс необходимых программ – инструкций для компьютера, записанных в понятной компьютеру форме, как ему следует выполнять ту или иную задачу: как вводить исходные данные, как их надо обрабатывать и как выводить результаты. В компьютерном сленге вместо длинного словосочетания «программное обеспечение» давно употребляют короткое «софт».