УСТРОЙСТВО ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Содержание:

Введение

В современном мире одно из главных мест в жизни человека занимает персональный компьютер (далее ПК). Он помогает в работе и дома, в научных исследованиях, архитектуре, моделировании, в офисных работах и на производстве любой отрасли. В наши дни трудно представить и найти человека, который бы никогда не сталкивался с персональным компьютером. Им пользуются абсолютно все: офисные работники и домохозяйки, инженеры и банковские сотрудники, студенты и школьники, пенсионеры и авиадиспетчеры, сотрудники силовых структур и обычные фермеры. Благодаря компьютеру мы можем упростить свою жизнь. При наличии интернета, нам становятся доступными все знания человечества: научные работы и произведения искусства, мы можем так же наблюдать, не выходя из дома, как запускают ракету в космос, побывать на Эвересте или просто играть в компьютерные игры.

Но как же устроен персональный компьютер? Многие пользователи даже не знают, как правильно называются его составляющие. Исходя из того, что довольно большая часть населения нашей страны толком не знакома с устройством персонального компьютера, тема данной работы является весьма актуальной, так как в наши дни непозволительно допускать ошибки в использовании ПК.

Цель исследования - описать само устройство персонального компьютера и его составляющих, выявить как позитивное, так и негативное влияние ПК на пользователя.

Таким образом, объектом моей работы является персональный компьютер, его внутренние и внешние компоненты.

Предмет данного исследования – взаимосвязь ПК и человека, его влияние на жизнь и здоровье пользователя.

Задачи моего исследования следующие:

1. Ознакомиться с историей создания ПК.

2. Изучить внутренние и внешние компоненты персонального компьютера.

3. Проанализировать возможность самостоятельной сборки ПК.

4. Постараться разобраться во взаимосвязи ПК и человека, путём выявления опасных факторов влияния на пользователя электронно-вычислительной техники.

5. Ознакомиться с условиями безопасного труда для оператора ПК.

I. Устройство персонального компьютера.

1.1 История создания персонального компьютера.

Прежде чем как начать детально описывать устройство персонального компьютера, необходимо обратиться к истории создания ПК.

История персонального компьютера, казалось бы, тесно связана и даже неразделима с историей ЭВМ, но все же у каждого устройства свой путь развития, хотя одно без другого в принципе существовать не могло бы.

Изначально компьютер или электронно-вычислительная машина был недоступен простому пользователю ввиду его больших размеров и невероятно высокой цены. К тому же первые ЭВМ были ориентированы совсем на другие цели, отличные от целей рядового пользователя. ЭВМ использовали в основном военные, конструкторские бюро и другие, государственные и частные организации.

В 1968 году советский инженер Горохов Арсений Анатолиевич получил патент на «Устройство для задания программы воспроизведения контура детали» или как назвал его сам изобретатель – «Программируемый прибор интеллектор». Согласно чертежам и описанию, указанному в патенте, «интеллектор» содержал материнскую плату, память, устройство ввода и видеокарту – составляющие современного ПК. Однако в связи с тем, что ученому так и не удалось выбить деньги для создания прототипа своей машины, устройство так и осталось лишь чертежом и  описанием к нему на бумаге.

Точную дату появления первого реально работающего персонального компьютера обозначить трудно, так как в 1970-х годах их стали собирать любители. Это стало возможным благодаря развитию соответствующей элементной базы, появлению первых микросхем и микропроцессоров.

Лишь в 1975 году появился первый серийный персональный компьютер – Альтаир 8800. Хотя его трудно назвать законченной вычислительной машиной (Альтаиры выпускались как конструкторы из отдельных блоков и модулей, наподобие «собери сам»), все же он позиционировался именно как персональный компьютер.

Первой законченной вычислительной системой для широких масс, которую можно считать прообразом современного персонального компьютера, стала в 1976 году машина Apple I новообразованной одноименной фирмы. И хотя с Apple I не шел в комплекте монитор, все основные составляющие за исключением компьютерной мыши были при нем. Уже через год в 1977 году появится другая более совершенная машина, оснащенная собственным монитором – Apple II.

В средине 1981 года компания IBM выпускает персональный компьютер IBM 5150, закладывая тем самым фундамент для целой линии совместимых между собой компьютеров IBM PC. В том же году первый персональный компьютер появляется на просторах Советского Союза. Электроника НЦ-8010 стал первым советским компьютером, заложившим фундамент для целой серии совместимых машин под общим названием Электроника НЦ. Кстати, Электроника была создана исключительно из отечественных комплектующих, хотя последние были аналогами зарубежных микросхем. Позже стали выпускаться такие модели как «Агат», «БК-0010», «Корвет», «УКНЦ». Очень популярным у отечественных пользователей стал персональный компьютер ZX Spectrum. Семейство же компьютеров ЕС ПЭВМ было совместимо с их зарубежными аналогами – компьютерами IBM PC.

Первый персональный компьютер, использовавший компьютерную мышь, появился в 1983 году. Это была также разработка компании Apple – машина именовалась Apple Lisa. Хотя модель не стала очень популярной, а некоторые аналитики считают, что она стала абсолютно провальной из-за слишком высокой цены, Lisa заложила основы программного и аппаратного обеспечения следующего поколения персональных компьютеров.

В 1984 году Apple выпускает свой самый успешный персональный компьютер – Macintosh, слава которого не угасла и по сей день. Макинтош, по сути, стал прообразом и родоначальником всех персональных компьютеров, которые выпускаются и сегодня.

Разберемся же в составе персонального компьютера.

1.2 Состав персонального компьютера.

Для начала дадим определение термину "персональный компьютер":

"Персональный компьютер, ПК (англ. personal computer, PC), ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина) - настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности".

Персональный компьютер состоит из следующих компонентов:

1) Системный блок

2) Монитор

3) Клавиатура

4) Мышь

5) Принтер (по желанию)

6) Акустическая система (по желанию)

Остановимся подробнее на системном блоке.

1.2.1. Системный блок.

Системный блок состоит из следующих составляющих:

1)Блока питания;

2) Жесткого диска;

3) Материнской платы;

4) Оперативной памяти;

5) Процессора;

6) Дисковода (CD, DVD, Bru-ray);

7) Корпуса.

Вне всяких сомнений, необходимо подробнее разобраться в составляющих системного блока.

1. Блок питания

Необходимое для питания внешних устройств и системной платы постоянное напряжение различной величины и полярности. Блок питания необходим для того, чтобы преобразовывать питание из переменного напряжения электросети.

Мощность – это основная характеристика блока питания. Для современных офисных и домашних ПК подойдут блоки питания мощностью 400-450 Вт. Для игровых компьютеров среднего уровня подойдут 550-650 Вт. Для игровых  компьютеров высшего уровня 700 Вт и выше.

В блоке питания установлен кулер для охлаждения воздуха внутри системного блока. БП поставляет электропитание для всех устройств системного блока и схемам внутри него.

В большинстве случаев, для компьютера в рассматриваемом примере, используется импульсный блок питания, выполненный по полумостовой схеме. Блоки питания с накапливающими энергию трансформаторами естественно ограничены по мощности габаритами трансформатора и потом применяются значительно реже. Гораздо чаще встречается схема прямоходового однотактного преобразователя, которая не так ограничена по массо-габаритным показателям.

Перейдем к следующему составляющему ПК.

2. Жесткий диск

Жесткий диск (HDD) –  запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. На жестком диске хранится вся информация персонального компьютера (операционная система, все файлы, фотографии, видео и установленные программы и игры). Информация записывается на жесткие пластины из алюминия или стекла, покрытые ферро-магнитным материалом (чаще всего двуокись хрома). В HDD используется одна или несколько таких пластин на одной оси. Считывающие головки не касаются поверхности пластин из-за набегающего воздуха. Расстояние между пластиной и считывающей головкой составляет около 10 нанометров.

3. Материнская плата

Материнская плата (системная плата) – это плата большого размера с установленными на ней разъемами для подключения процессора, оперативной памяти и остальные элементы ПК.

В качестве основных (несъёмных) частей материнская плата имеет:

1) Разъем процессора (ЦПУ)

2) Разъёмы оперативной памяти (ОЗУ)

3) Микросхемы чипсета

4)Загрузочное ПЗУ

5) Шины и слоты их расширения

6) Контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.

Материнская плата с сопряженными устройствами монтируется внутри корпуса с блоком питания и системой охлаждения, формируя в совокупности системный блок компьютера.

Стандартом, определяющим размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъема процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания - называется Форм-фактор материнской платы .

Форм-факторы бывают разных видов:

1) Baby-AT; полноразмерная плата AT; LPX. В настоящее время устаревшая.

2) ATX; Mini-ATX; micro-ATX, используются в настоящее время на всех современных компьютерах.

3) Mini-ITX и Nano-ITX, форматы, которые только внедряют в производство, но еще не достаточно изученные и доступные.

Повышенное внимание к «зеленым» технологиям, требующим энергосберегающих и экологически безопасных решений, и обеспечение важных для материнских плат характеристик, вынудило многие компании-производители разрабатывать различные решения в этой области.

С постоянным увеличением популярности электронных приборов на протяжении ближайших 20-30 лет Евросоюз решил ввести эффективную стратегию для решения вопросов энергопотребления. Для этого были выпущены требования по энергоэффективности - ErP (Energy-related Products) и EuP (Energy Using Product). Стандарт разработан для определения энергопотребления готовых систем. По требованию ErP/EuP, система в выключенном состоянии должна потреблять менее 1 Вт мощности.

4. Оперативная память.

Оперативная память (ОЗУ) представляет собой, энергозависимую часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

Память динамического типа (DRAM) дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить большее количество ячеек памяти, но при этом её быстродействие снижается. Статическая память (SRAM), наоборот, более быстрая, но она существенно дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Экономичный вид памяти используется для хранения разряда (бита или трита), состоящего из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов триггера), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле (там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит). Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток - конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая емкость и больше ток утечки, в основном, утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора динамически уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM - динамическая память. Поэтому, чтобы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов периодически восстанавливается через определённое время, который называется циклом регенерации (обычно 2 мс). Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму «чтения» по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

ОЗУ (SRAM), называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью, которое не надо регенерировать (обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров). Достоинство этого вида памяти - быстродействие. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей (шести-восьми транзисторов), а ячейка динамической памяти - только из одного транзистора и одного конденсатора. Используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

Теперь поговорим о процессоре.

5. Процессор

Процессор (CPU) - главнейшая микросхема в ПК. От него зависит производительность системы и запуск программ, которые запущенны на компьютере. Скорость работы программ зависит от тактовой частоты процессора (МГц), чем она выше, тем выше скорость.

Ядро - это основа процессора, которое состоит из миллионов транзисторов, расположенных на кристалле кремния.

 Разъем центрального процессора - разъем в материнской плате, предназначенный для установки в него центрального процессора.  Использование разъема вместо непосредственного припаивания процессора на материнской плате упрощает замены процессора для модернизации или ремонта компьютера, а также значительно снижает стоимость материнской платы.

В свою очередь разъемы делятся на 2 вида:

А) Сокетный (гнездовой)  - это разъем, в который вставляются иглы – контакты, расположенные по периметру процессора.

Б) Слотовый (щель) - это длинный ряд контактов в пластиковой раме.

История развития производства процессоров полностью соответствует истории развития технологии производства прочих электронных компонентов и схем.

Первым этапом, затронувшим период с 1940-х по конец 1950-х годов, было создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Они устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляли процессор. Отличительной особенностью была низкая надёжность, низкое быстродействие и большое тепловыделение.

Вторым этапом, с середины 1950-х до середины 1960-х, стало внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на близкие к современным по виду платы, устанавливаемые в стойки. Как и ранее, в среднем процессор состоял из нескольких таких стоек. Увеличилось быстродействие, повысилась надёжность, снизилось энергопотребление.

Третьим этапом, наступившим в середине 1960-х годов, стало использование микросхем. Первоначально использовались микросхемы низкой степени интеграции, содержащие простые транзисторные и резисторные сборки, затем, по мере развития технологии, стали использоваться микросхемы, реализующие отдельные элементы цифровой схемотехники (сначала элементарные ключи и логические элементы, затем более сложные элементы - элементарные регистры, счётчики, сумматоры). Позднее появились микросхемы, содержащие функциональные блоки процессора - микропрограммное устройство, арифметическо-логическое устройство, регистры, устройство работы с шинами данных и команд.

Четвёртым этапом, в начале 1970-х годов, стало создание, благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем, соответственно), микропроцессора - микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах. Постепенно практически все процессоры стали выпускаться в формате микропроцессоров. Исключением долгое время оставались только мелкосерийные процессоры, аппаратно оптимизированные для решения специальных задач (например, суперкомпьютеры или процессоры для решения ряда военных задач), либо процессоры, к которым предъявлялись особые требования по надёжности, быстродействию или защите от электромагнитных импульсов и ионизирующей радиации. Постепенно, с удешевлением и распространением современных технологий, эти процессоры также начинают изготавливаться в формате микропроцессора.

6. Дисковод

Дисковод - устройство компьютера, позволяющее осуществлять чтение и запись информации на съёмный носитель информации. Основное назначение дисковода – это создание долгосрочной памяти.

Ознакомимся с основными характеристиками дисковода

1. Тип и ёмкость используемого сменного носителя информации.

2. Скорость чтения/записи.

3. Тип интерфейса и форм-фактор.

Применяемые в компьютерах дисководы используют в качестве съёмных носителей информации:

А) магнитные дискеты

Б) оптические диски: GD-ROM, DVD, HD DVD.

Следует отметить, что оптические диски делятся на два типа: предназначенные только для чтения информации и предназначенные для чтения и записи.

В) магнитно-оптические диски.

Изначально дисководы могли работать с одним типом и ограниченным числом носителя, но современные модели обеспечивают обратную совместимость с более старыми носителями того же типа. Например, последние модели дисководов для дискет 3,5 дюйма работали с дискетами этого типа любого формата, а Blu-ray-дисководы работают практически со всеми форматами CD и DVD.

Само же название «дисковод» является неудачным переводом с английского языка Disk Drive, что в дословном переводе означает «диск» и «водить». Еще одно распространенное название дисковода «привод», с указанием типа носителя (CD-привод). Если тип носителя не указывается, то подразумевается дисковод на диске.

7. Корпус

В корпусе находятся все внутренние элементы ПК: жесткий диск, материнская плата, процессор, блок питания, привод дисков (CD, DVD, Blu-ray), оперативная память и т. д. Совокупность всех этих элементов называется системным блоком, о котором я говорил немного ранее.

На лицевой части корпуса обычно расположены:

1) Кнопка включения ПК (Power)

2) Индикатор включения

3) Кнопка принудительной перезагрузки ПК (Reset)

4) Привод дисков

5) Индикатор доступа к жесткому диску.

6) USB- выходы.

На тыльной стороне корпуса располагаются:

1) USB- выходы.

2) Аудиовход.

3) 15-контактный разъем VGA для подключения монитора или выход HDMI для использования телевизора вместо монитора.

4) Разъем для подключения шнура питания.

5) Выключатель напряжения питания.

6) Порт LAN. Для подключения интернет-соединения.

7) Выключатель напряжения питания.

Существует 4 основных видов корпусов:

1) Mini-Tower.

2) Midi-Tower.

3) Big-Tower.

4) Deskop.

Корпуса типа Tower представляют собой вертикальные блоки , а приставка (Mini, Midi, Big) означает размер корпуса.

Итак, мы рассмотрели внутренние составляющие ПК. Теперь же поговорим о внешних его внешних компонентах.

1.2.2. Внешние компоненты ПК.

Компоненты, размещенные вне корпуса ПК, подключенные к нему через различные входы, называются внешними компонентами.

Что же это за компоненты?

1. Клавиатура.

Клавиатура - панель расположенных в соответствующем порядке клавиш для управления каким-либо устройством или для ввода данных.

Компьютерная клавиатура - клавиатура, предназначенная для ввода информации в персональный компьютер (устройство ввода). Обширное распространение получили клавиатуры - поставляемые вместе с компьютерами серии IBM/PS-AT. Такие клавиатуры называются клавиатурами PC/AT или AT‑клавиатурами и имеют 101 или 102 клавиши. Клавиатуры, поставлявшиеся с ПК серий IBM PC и IBM PS/XT, имели 83 или 84 клавиши. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на удобство набора букв английского алфавита. Программируемая клавиатура (и, в частности, POS-клавиатура) может включать в себя иное количество клавиш.

Алфавитно-цифровые клавиатуры используются для управления техническими и механическими устройствами такими как, например: пишущая машинка, компьютер, калькулятор, кассовый аппарат, кнопочный телефон. Каждой клавише соответствует один или несколько определённых символов. Возможно увеличение количества действий, выполняемых с клавиатуры, с помощью сочетаний клавиш. В клавиатурах такого типа клавиши снабжаются наклейками с изображением символов или действий, соответствующих нажатию.

Ввод данных в электронное устройство с клавиатуры называется набором, в случае механической или электрической пишущей машинки говорят о печатании. Существует определённая методика набора текста, позволяющая избежать профессионального заболевания. Существуют также методики, позволяющие набирать текст, не глядя на клавиатуру, так называемый слепой метод набора.

2. Мышь

Мышь – это устройство ввода, предназначенное для быстрого и точного управления курсором на экране монитора персонального компьютера.

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно - на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В разных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором- указателем- манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью» (англ. mouse gestures).

В дополнение к датчику перемещения, мышь имеет одну и более кнопок, а также дополнительные детали управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т. п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).

Составляющие управления мыши во многом являются воплощением замыслов аккордной клавиатуры. Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.

В некоторые мыши встраиваются дополнительные независимые устройства - часы, калькуляторы, телефоны, фонари.

Мыши бывают проводные и беспроводные.

1) Беспроводные мыши двух видов:

• Инфракрасный порт работает только при видимости на расстоянии не более 2х метров, чувствителен к световым помехам.
• Радио-связь весьма надежный вид, не требует, чтобы мышь находилась в визуальном контакте и слабо чувствителен к помехам.

2) Проводные мыши двух видов:

• СОМ-порт. Устаревшее медленное соединение с обязательной установкой драйверов вручную.
• USB-порт. Самый быстрый порт. Драйвера устанавливать не нужно.

Такие мыши можно разделить по способу действия, а именно на:

1. Оптические. Имеют внизу камеру, которая снимает положение мыши со скоростью около 1000 кадров в секунду, данные полученные от камеры анализируются процессором.

Плюсы: работоспособность на любой поверхности (кроме зеркальной и отражающей), нечувствительность к грязи, отсутствие механики.

Минусы: небольшая точность курсора, большая затрата электричества.

2. Механические (практически не используются). Внизу у них находится шарик, при движении которого вращаются ролики, на которых стоят зубчатые колесики, их положение определяют опто-пары.

Плюсы: простота и дешевизна.

Минусы: люфт, износ и чувствительность к грязи.

3. Лазерные. Лазерные мыши очень похожи на оптические, но принцип работы их отличается тем, что вместо светодиода они используют лазер. Это, более усовершенствованные модели оптических мышей, им требуется намного меньше энергии для работы. Точность считывания данных с рабочей поверхности у них гораздо выше, чем у оптических мышей. Вот она то может работать даже на стеклянной и зеркальной поверхностях.

Фактически, лазерная мышь представляет собой разновидность оптической, поскольку в обоих случаях используется светодиод, просто во втором случае он излучает невидимый глазу спектр.

Плюсы: потребляют меньше электричества, большая точность курсора.

Минусы: высокая цена, сложность изготовления.

4. Трекбол-мыши.

Трекбол-мыши очень похожи по устройству на механические, только шарик расположен на верхней панели. Сам шар можно вращать, а устройство в этот момент остается неподвижным.

Плюсы: очень удобно в использовании

Минусы: дороговизна, не подходит многим пользователям

5. Индукционные мыши.

В индукционных мышах используется определенный коврик похожий на планшет.

Плюсы: имеют самую высокую точность, просты в управлении.

Минусы: дороговизна и очень маленький выбор в свободной продаже.
6. Гироскопические мыши.

Гироскопические мыши работают не только на плоской поверхности, но и в пространстве. Ее можно использовать как указку на большом экране, но если ее положить на стол она будет работать как обычная оптическая мышь.

Плюсы: удобна на презентациях, многофункциональна.

Минусы: не подойдет для повседневного использования, много потребляет электричества.

3. Монитор.

Монитор (дисплей) – устройство для отображения информации. Разумеется, мониторы могут различаться. От их свойств зависят возможности программного обеспечения и ПК. Различают дисплеи для ввода графической и алфавитно-цифровой (устаревшие) информации.

Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал(в компьютере - видеокарта). В качестве монитора может применяться также телевизор.

Очень важный признак – это возможность поддержки цветного изображения, а не только монохромного.  Техническими параметрами являются разрешающая способность изображения и текстовый формат. В графическом режиме пропускная способность задается числом точек по горизонтали и вертикали (пикселями). В текстовом формате характеризуется число символов в строке и числом текстовых строк на экране.

Еще один параметром является количество цветов при цветном изображении и уровней яркости в монохромном режиме. Важной характеристикой является размер экрана, который определяет четкость отдельных элементов изображения и его различимость в целом, в тои числе цифр и букв.

Данные параметры зависят не только от конструкции экрана, но и от схемы управления в системном блоке. Каждый  элемент изображения – это одна точка на экране монитора, которая формируется из фрагмента растровой памяти, состоящего из 1, 2 или 4 бит.

Объем растровой памяти связан с пропускной способностью дисплея. Дисплею, например, с двумя уровнями яркости и разрешающей способностью 640х200 точек необходимо 26 Кбайт растровой памяти, а при 16 цветах для каждой точки, требуется не менее 64 Кбайт растровой памяти. При двуцветном экране с разрешением 1024х1024 требуется 132 Кбайта. При этом методе знаки выводятся на экран при помощи знакогенераторов специального назначения – электронных схем, управление которых берут на себя точечные матрицы, на которые формируются изображения каждого символа.

Монитор подключается в системному блоку ПК с помощью контроллера, чаще всего в виде отдельной платы, вставляемый в системный блок. Адаптер содержит схему управления и растровую память. Также, на нем размещается ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), в котором записываются образы знаковых матриц, выводящиеся на экран. Сменив ПЗУ, можно изменить знакогенератор. Контроллер согласуется с типом дисплея, для которого он предназначен. Самые распространенные мониторы типа WSVGA или SXGA.

В профессиональных ПК применяются мониторы с высочайшим разрешением (HD 1080, 4k).

Так как пользователи ПК проводят очень много времени в непосредственной близости от работающих дисплеев, фирмы производители усилили внимание к оснащению экранов специальными средствами защиты от всех видов воздействий, но, к сожалению, и их зачастую не хватает, чтобы работы на ПК не отразилась на здоровье пользователя.

4. Принтер.

Принтер - это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящейся в компьютере, на твёрдый физический носитель, обычно бумагу или полимерную плёнку, малыми тиражами (от единиц до сотен) без создания печатной формы.

Матричные принтеры более распространенные. При помощи игольчатой матрицы синтезируются печатные знаки, двигающиеся вдоль каждой строки и ударяющиеся по красящей ленте. Такие принтеры позволяют получить весьма хорошее качество печати.

Важнейшими характеристиками матричного принтера являются возможность печати кириллицы, количество и виды встроенных шрифтов.

Лазерные принтеры при быстродействии обладают возможностями высокого качества печати. Такие принтеры, имея свой блок памяти, позволяют масштабировать шрифты. Скорость лазерных принтеров (в зависимости от модели) колеблется от  15 до 25т страниц в минуту.

Лазерные принтеры используют листовую бумагу (А3, А4), в связи с этим важное значение принимает лоток для подачи бумаги, от этого напрямую зависит работы принтера.

II. Процесс сборки персонального компьютера.

Вне всяких сомнений, большинство пользователей предпочитают уже готовый системный блок, так как не владеют информацией о компонентах ПК и бояться взяться за работу, не имея подобного опыта.

Самостоятельная сборка позволит подобрать компьютер, который сможет соответствовать параметрам и желаниям пользователя.

Тут важно понимать, что компании производители не всегда будут укомплектовывать компьютер новыми и современными комплектующими.

Если же пользователь решился собрать компьютер самостоятельно, то ему потребуется терпение, трезвость ума и запас навыков и знаний, которые мы рассмотрим далее.

Инструкция по сборке персонального компьютера.

Теперь перейдем непосредственно к сборке всех компонентов в единое целое.

Основными элементами сборки являются:

1) Материнская плата.

2) Модуль оперативной памяти (ОЗУ).

3) Корпус с блоком питания.

4) Процессор.

5) Кулер для процессора.

6) Жесткий диск.

7) Звуковая карта.

8) Дисковод.

9) Видео карта.

10) Клавиатура.

11) Мышь.

12) Монитор.

13) Принтер.

14) Аудиосистема.

Какие же инструменты необходимы для сборки ПК?

Итак, инструменты следующие:

1) Плоская отвертка.

2) Пинцет.

3) Крестовая отвертка.

4) Набор винтов для крепления комплектующих персонального компьютера к корпусу.

5) Аудио-кабель для подключения аудиосистемы.

6) Термопаста, для заполнения пространства между радиатором кулера и процессором, чтобы обеспечить максимальную передачу тепла.

7) Комплект шлейфов, для жесткого диска и привода дисков.

Имея все необходимое, можно приступать к установке элементов в корпус компьютера.

Сначала, нужно снять стенку корпуса. Для этого необходимо положить корпус боком на ровную поверхность, открутить (в основном) крестовой отверткой 2 винта, на которых держится стенка. Затем снять переднюю панель корпуса. Она в основном пластиковая и снимается без особых усилий. Если же она металлическая, то нужно обязательно проверить, какие там стоят зажимы.

Далее переходим к установке материнской платы.

Чтобы установить материнскую плату, для начала нужно снять с рук возможный электростатический заряд. Для этого достаточно дотронуться до батареи центрального отопления. Затем нужно расположить материнскую плату внутри корпуса таким образом, чтобы отверстия на корпусе и плате совпадали.

Установив материнскую плату, займемся установкой процессора.

Сначала нужно положить материнскую плату на ровную твердую поверхность. Затем необходимо найти на плате разъем для процессора. Сбоку к разъему крепится рычажок, необходимо его приподнять. Правильно установить процессор, не прилагая никаких усилий. Опустить рычажок. Далее нанести тонким слоем термопасту. Затем устанавливаем кулер. На радиаторе кулера есть специальная выбоина под размер процессора. Они должны совпадать с процессором.

После этого устанавливаем оперативную память.

Выбираем разъем под модули оперативно-запоминающего устройства DDR2 или DDR3 (DDR1 уже не используется, как самая устаревшая версия). Находим выемку на модуле памяти. Нужно установить модуль так, чтобы выемки на нем совпадали с выступами на разъеме. Находим на материнской плате маленькие фиксаторы (пластмассовые). Разводим их в крайнее положение. Устанавливаем модуль ОЗУ в разъем, надавливаем на него сверху, с обоих концов, чтобы он плотно вошел в разъем. Защелкиваем фиксаторы.

Устанавливаем материнскую плату на корпус. Закрепляем винтами.

Затем, устанавливаем графический ускоритель в разъем AGP. Закрепляем его на задней стенке корпуса, прикрутив к ней винтом.

Звуковую карту (если не вшита в материнскую) и все оставшиеся элементы следует подключить к имеющимся на материнской плате разъемам PSI.

Разумеется, также потребуется подключение жесткого диска и дисковода.

Для этого находимы малые внутренние отсеки и устанавливаем в них жесткий диск и дисковод. Прикрепляем их к корпусу с помощью винтов.

Перейдем к установке дисковода (DVD, CD, Blu-ray). Нам необходимо оставить небольшое пространство сверху и снизу, для охлаждения с помощью воздушных потоков.

Теперь необходимо подключить провода.

Смотрим на провода с разъемами, идущие от блока питания ПК. Отделяем провода с четырехконтактными разъемами. Их необходимо присоединить к дисководу (DVD, CD, Blu-ray) и жесткому диску. Подсоединяем питание к материнской плате. Находим провода с 20-контактным разъемом на конце и присоединяем к разъему на материнской плате.

Затем следует присоединить шины для жесткого диска и дисковода (DVD, CD, Blu-ray) к материнской плате.

Остается подключить остальные части ПК.

Подключаем мышь в разъем PS/2 (зеленый) или USB, подключаем клавиатуру (только фиолетовый разъем), подключаем монитор или телевизор (через HDMI).

Ваш ПК собран.

III. Безопасность труда оператора ПК.

В данной работе я бы хотел не только подробно остановиться на устройстве ПК, истории его возникновения и самостоятельной сборке, но также проследить связь ПК и пользователя, проанализировать факторы риска и влияния в целом на безопасность труда человека и влияния работы с ПК.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) – наука о безопасном и комфортном взаимодействии человека со средой обитания; обеспечение условий деятельности человека на всех стадиях его жизненного цикла и нормативно допустимых уровней воздействия негативных фактором на природные условия и человека. Обеспечение безопасности отдыха и труда способствует снижению риска заболеваемости и травматизма в условиях необходимых факторов среды обитания.

По мере развития технологий в промышленности, энергетике и транспорте загрязнение биосферы нашей планеты, обусловленное человеческой жизнедеятельностью, возрастает. Полностью безвредных и безопасных производств не существует. Современное производство связано с использованием сложных технологических процессов и разнообразного оборудования, являющихся источниками химических, физических и других факторов, оказывающих косвенное и прямое влияние на безопасность, работоспособность и здоровье человека.

Поговорим теперь непосредственно об использовании ПК.

В помещении, где пользуются персональный компьютер, могут появиться следующие вредные и даже опасные факторы:

1) Повышенный уровень шума при работе персональных компьютеров и периферийных устройств.

На нервную систему человека негативно воздействует повышенный уровень шума, возникающий при работе ПК и периферийных устройств, способствуя возникновению травм. При длительном воздействии шума на человека происходят негативные последствия, такие как: повышение кровяного давления, снижение остроты слуха. Кроме того, наблюдается, что шум влияет и на общее состояние человека, такое, как возникновения чувства стеснения, неуверенности, плохого самочувствия.

Для снижения уровня шума в помещении, где используется ПК и периферийная техника, нужно провести:

1. Мероприятия по уменьшению уровня шума в источнике.

2. Акустическую обработку помещения (звукоизоляция окон, потолка, стен, дверей; установка штучных звукопоглотителей).

3. Мероприятия по борьбе с шумом на пути его распространения (кожухи, звукоизолирующие ограждение и экраны).

4. Размещение более тихих помещений вдали от шумных.

Уровень шума на рабочем месте должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.003-83. Согласно данному стандарту уровень звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами на постоянных рабочих местах операторов и программистов при продолжительности шума более четырех часов должен соответствовать данным указанным в правилах ГОСТ.

2) Повышенное значение напряжение в электрической системе, замыкание которой может через тело человека.

В качестве источника питания для эксплуатации разрабатываемого в рамках дипломного проекта АРМ на ПК АТХ используется переменное напряжение сети 220В с частотой 50 Гц. При наличии открытых токоведущих частей устройств вычислительной техники, находящихся под напряжением, появляется опасность поражения работающих электрическим током.

Причины поражения человека электрическим током:

1. Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

2. Появление напряжения на конструктивных металлических частях электрооборудования - корпусах, кожухах и т.п., в результате повреждения изоляции и других причин.

3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения устройства.

Для исключения поражения человека током необходимо обеспечить:

1. Недоступность токоведущих частей, находящихся под напряжением.

2. Защитное разделение сети.

3. Устранение опасности поражения при появлении на частях оборудования напряжения (заземление, зануление, защитное отключение).

Средства защиты от поражения электрическим током установлены ГОСТ 12.4.019-79.

IBM PC по способу защиты от поражения электрическим током удовлетворяет требованиям 1 класса ГОСТ 25861, ГОСТ 12.2.007.0 и ГОСТ Р 50377 - 92.

По обеспечению пожарной безопасности ПК соответствует требованиям ГОСТ 12.1.004.

По электробезопасности обслуживающего персонала ПК соответствует ГОСТ 25861 и ГОСТ Р 50377 - 92.

ПК является электрическим устройством, работающим от сети переменного тока 220В, а в мониторе напряжение питания достигает несколько десятков киловатт.

Поэтому чтобы предотвратить возможность поражения электрическим током, возникновение пожара и выхода из строя самого ПК необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

1. Запрещается во время работы ПК размыкать и замыкать разъёмные соединения.

2. Снимать крышку системного блока и проводить любые операции внутри корпуса, допускается только после полного отключения системного блока от электропитания.

3. Сетевые розетки, от которых питается ПК, должны соответствовать вилкам кабелей электропитания ПК и иметь заземляющий контакт.

4. Согласно правилам устройства электроустановок сопротивление заземляющего контакта должно быть не более 4 Ом.

5. Не допускается, чтобы сетевой шнур был скручен или чем-нибудь придавлен.

6. При использовании сетевого удлинителя суммарный ток, потребления всеми устройствами, подключёнными к удлинителю, не должен превышать максимально допустимого для этого удлинителя значения.

7. Запрещается закрывать жалюзи на кожухах посторонними предметами во избежание внутреннего перегрева.

8. Повторное включение проводится не ранее чем через 20 секунд после выключения.

9. Не эксплуатируйте ПК при температуре выше допустимой. После включения убедитесь, что вентилятор в блоке питания работает.

3) Повышенное электромагнитное поле.

В процессе эксплуатации вычислительных машин в результате работы различных частей и устройств ЭВМ, а именно: блока питания, монитора, радиодеталей, находящихся на платах в системном блоке, возникают электромагнитные поля, которые оказывают вредное воздействие на работающего. Электромагнитное воздействие зависит от ряда факторов:

1. Напряженности электрического поля.

2. Напряженности магнитного поля.

3. Частоты электромагнитных колебаний.

Электромагнитные поля вызывают поляризацию молекул, из которых состоит тело человека, нарушение циркуляции жидкости, нагрев тканей. При воздействии полей, имеющих напряженность выше предельно допустимого уровня, нарушается циркуляция жидкости, работа нервной системы, органов дыхания и пищеварения, изменяются некоторые биохимические показатели крови и структура электрических потенциалов.

Ослабление мощности электромагнитного поля можно достичь следующими способами:

1. Увеличить расстояние между источником электромагнитного поля и рабочим местом.

2. Установить поглощающий или отражающий экран между источником электромагнитного поля и рабочим местом.

Величина напряженности в помещении, где предусматривается эксплуатировать программное обеспечение должна соответствовать ГОСТ 12.1.006-84.

4) Повышенная запыленность.

Повышенная запыленность рабочей зоны приводит к оседанию пыли на экране дисплея и на коже человека из-за электростатического поля, возникающего при облучении экрана потоком заряженных частиц. Электризованная пыль вызывает раздражения кожи и слизистой оболочки глаз. При длительной работе с компьютером может начаться кожное воспаление.

Требуемое состояние воздуха рабочей зоны обеспечивается выполнением следующих мероприятий:

1) Применение вентиляции (в данном случае приточная вентиляция).

2) Кондиционирование воздуха.

3) Проведение влажной уборки в помещении, где эксплуатируется вычислительная техника.

Воздух рабочей зоны должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005_88.

Заключение

Итак, проведя данное исследование, мы проследили историю создания и дальнейшего развития персонального компьютера, а так же его основных компонентов, которые претерпели большие изменения за последние десятилетия. Описав каждый элемент ПК в отдельности, мы ознакомились с их свойствами и характеристиками.

Важно отметить главу данной курсовой работы, посвящённую самостоятельной сборке персонального компьютера, так как одной из моих задач было донести неопытному пользователю, что довольно просто собрать ПК в домашних условиях, имея необходимую инструкцию и терпение. Вне всяких сомнений, большинство пользователей предпочитают уже готовые персональные компьютеры, вариантов которых в современном мире в большом избытке в любом специализированном магазине. Некоторые пользователи доверяют известным мировым производителям, ошибочно полагая, что это гарантия их надёжности. Основное преимущество самостоятельной сборки - пользователь получает в конечном итоге персональный компьютер именно такой конфигурации, которая полностью соответствует его требованиям, желаниям и финансовым возможностям.

Последняя же глава данного исследования посвящена охране безопасности и труда оператора ПК, так как при работе с электронно-вычислительной техникой необходимо чётко выполнять требования, соответствующие стандартам ГОСТ. Необходимо понимать всю важность данных стандартов, ведь от них напрямую зависят здоровье и жизнь пользователя.

Таким образом, я надеюсь, что данная работа поможет осознать всю важность и актуальность современных технологий, без которых мы не мыслим свою жизнь. Персональный компьютер используется во всех сферах деятельности человека, является главным помощником в образовании, медицине, в сфере банковских услуг и так далее, играет ключевую роль на рынке труда. Компьютер сегодня является средством для общения, и на данный момент это, бесспорно, самый дешёвый вид связи. Для людей с ограниченными возможностями порой это единственный способ не только общения, но и благодаря современным компьютерным технологиям такие люди могут себя реализовать в жизни и даже получить работу.

Ввиду разнообразия программного и аппаратного обеспечения сегодня возможно использование всех потенциальных возможностей компьютерных технологий, важно лишь идти в ногу со временем.

Список литературы

1) А. Вербовецкий. Основы компьютерных технологий и современные ПК. – М.: АЛЕКС, 2002. – С. 264.

2) А. Динаев. Дальше – больше // Мир ПК. – 2008. - № 1

3) А. Хомоненко. Основы современных компьютерных технологий. - СпБ.: Корона, 2008. - С. 465.

4) Б. Каган. Электронные вычислительные машины и системы. Третье издание. М.: Энергоатомиздат, 1991. - С. 590.

4) Ф. Воройский. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник. - 3-е изд.. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - С. 760.

5) В. Корнеев, А. Киселев Современные микропроцессоры, 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - С. 440.

6) В. Фигурнов. Персональный компьютер для пользователя. - Уфа: Информатика и компьютеры, 2003. - С. 515.

7) Е. Рудометов, В. Рудометов. Архитектура ПК, комплектующие, мультимедиа. – СПб.: Изд-во «Питер», 2000. - С. 416

8) Под. ред. чл.-корр. АН УССР Б. Н. Малиновского. Глава 2.3 БИС ЗУ для построения внутренней памяти // Справочник по персональным ЭВМ. - К.: Техника, 1990. - С. 384.

9) Под ред. Ю. Романовой. Информатика и информационные технологии – М.: Эксмо, 2008. – С. 592.

10) С. Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs / Скотт Мюллер. - 17-е изд. - М.: Вильямс, 2007. - С. 653-700.

11) Ф. Воройский. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник. - 3-е изд.. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - С. 760.

12) Ю. Ковтанюк. Библия пользователя ПК. - М.: Диалектика, 2007. - С. 992.

13)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D1%82%D0%B0

14)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D1%8B%D1%88%D1%8C