Устройство персонального компьютера ( Общая структура персонального компьютера )

Содержание:

Введение

В современном обществе невозможно представить ни одну сферу человеческой деятельности, в которой не использовались бы средства вычислительной техники, обеспечивающие автоматизацию процессов сбора, хранения и обработки информации. Более того, дальнейшая интенсификация производства, внедрение новых технологий требуют все более широкого применения средств вычислительной техники, их периферийного оборудования и средств оргтехники. Поэтому изучение аппаратных средств информатизации является необходимым для специалистов в различных областях науки, техники и экономики.

Вычислительные и логические возможности, эффективность работы и другие показатели систем обработки данных в значительной степени определяются совершенствованием их технической базы – комплекса аппаратных средств компьютеров.

Разработка аппаратного обеспечения является сложной и многоплановой задачей, требующей знаний принципов организации и работы технических средств информатизации, их возможностей и характеристик, способов совместного применения, выбора структуры и состава с учетом проектирования процессов сбора и обработки информации, с привязкой к принятым решениям по математическому, информационному и организационному обеспечению.

Целью работы является изучение устройства персонального компьютера.

Для решения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

- изучить общую структуру персонального компьютера;

- рассмотреть внутренние устройства персонального компьютера;

- изучить внешние устройства персонального компьютера.

Объектом работы является устройство персонального компьютера.

Предметом работы является структура и принципы работы персонального компьютера.

При подготовке работы были использованы такие информационные источники как специализированная профессиональная литература, материалы из СМИ, данные интернет-ресурсов. Применены такие методы и приемы исследования как анализ, синтез, сравнение.

1. Общая структура персонального компьютера

1.1. Классическая структура и принципы персонального компьютера

Архитектура персонального компьютера (ПК) включает в себя структуру, которая отражает состав ПК, и программное обеспечение.

Структура ПК – это набор его функциональных элементов (от основных логических узлов до простейших схем) и связей между ними.

Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов ПК, к которым относят процессор, оперативное запоминающее устройство, внешние запоминающие устройства и периферийные устройства [8, с. 11].

Основным принципом построения всех современных ПК является программное управление.

В 1946 году американские математики Джон фон Нейман, Герман Голдштейн и Артур Бёркс в совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. На основе этих принципов производилось 1-е и 2-е поколение компьютеров. В следующих поколениях происходили некоторые изменения, но принципы фон Неймана (как они были названы) сохранялись.

Основные принципы фон Неймана:

1. Использование двоичной системы счисления в ПК, в которой устройствам гораздо проще выполнять арифметико-логические операции, чем в десятичной.

2. Программное управление ПК. Работа ПК управляется программой, которая состоит из набора команд, выполняющихся последовательно одна за другой. Создание машины с хранимой в памяти программой положило начало программированию.

3. Данные и программы хранятся в памяти ПК. Команды и данные кодируются одинаково в двоичной системе.

4. Ячейки памяти ПК имеют последовательно пронумерованные адреса. Возможность обращения к любой ячейке памяти по ее адресу позволила использовать переменные в программировании.

5. Возможность условного перехода при выполнении программы. Команды в ПК выполняются последовательно, но при необходимости можно реализовать переход к любой части кода.

Основным принципом было то, что программа уже стала не постоянной частью машины, а изменяемой, в отличие от аппаратуры, которая остается неизменной и очень простой [3, с. 73].

Фон Нейманом также была предложена структура ПК (рис. 1).

Рисунок 1 – Структура ПК

В состав машины фон Неймана входили:

- запоминающее устройство (ЗУ);

- арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое выполняло все арифметические и логические операции;

- устройство управления (УУ), которое координирует действия всех узлов машины в соответствии с программой;

- устройства ввода-вывода.

Программы и данные вводились в ЗУ из устройства ввода через АЛУ. Все команды программы записывались в ячейки памяти последовательно, а данные для обработки – в произвольные ячейки.

Команда состояла из указания операции, которую необходимо выполнить, и адресов ячеек памяти, в которых хранятся данные и над которыми необходимо выполнить нужную операцию, а также адреса ячейки, в которую необходимо записать результат (для хранения в ЗУ).

Из АЛУ результаты выводятся в ЗУ или устройство вывода. Принципиально эти устройства отличаются тем, что в ЗУ данные хранятся в удобном для обработки ПК виде, а на устройства вывода (монитор, принтер и т.п.) в удобном для человека.

От УУ на другие устройства поступают сигналы с командами, а от других устройств УУ получает информацию о результате их выполнения.

В УУ содержится специальный регистр (ячейка) – счетчик команд, в который записывается адрес первой команды программы. УУ считывает из памяти содержимое соответствующей ячейки памяти и помещает его в специальное устройство – регистр команд. УУ определяет операцию команды, «отмечает» в памяти данные, адреса которых указаны в команде, и контролирует выполнение команды. Операцию выполняет АЛУ или аппаратные средства компьютера [4, с. 147].

После выполнения команды счетчик команд увеличивается на 1 и указывает на следующую команду программы. При необходимости выполнения команды, которая не следует по порядку за текущей, специальная команда перехода содержит адрес ячейки, в которую нужно передать управление.

1.2. Структура современных персональных компьютеров

В основу архитектуры современных ПК заложен магистрально-модульный принцип. ПК состоит из отдельных частей – модулей, которые являются относительно самостоятельными устройствами ПК (например, процессор, оперативная память, контроллер, дисплей, принтер, сканер и т.д.).

Модульный принцип позволяет пользователю самостоятельно комплектовать необходимую конфигурацию ПК и производить при необходимости его обновление. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Для работы ПК как единого механизма необходимо осуществлять обмен данными между различными устройствами, за что отвечает системная (магистральная) шина, которая выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.

Основные особенности архитектуры ПК сводятся к принципам компоновки аппаратуры, а также к выбранному набору системных аппаратных средств.

Подобная архитектура характеризуется ее открытостью – возможностью включения в ПК дополнительных устройств (системных и периферийных), а также возможностью простого встраивания программ пользователя на любом уровне программного обеспечения ПК.

Также совершенствование архитектуры ПК связано с максимальным ускорением обмена информацией с системной памятью. Именно из системной памяти, в которой хранятся данные, ПК считывает все исполняемые команды. Таким образом больше всего обращений центральный процессор совершает к памяти и ускорение обмена с памятью приведет к существенному ускорению работы всей системы в целом [3, с. 75].

Т.к. при использовании системной магистрали для обмена процессора с памятью приходится учитывать скоростные ограничения самой магистрали, то существенного ускорения обмена данными с помощью магистрали добиться невозможно.

Для решения этого вопроса был предложен следующий подход. Системная память вместо системной магистрали подключается к специальной высокоскоростной шине, которая дистанционно находится ближе к процессору и не требует сложных буферов и больших расстояний. В этом случае обмен с памятью идет с максимально возможной для процессора скоростью, и системная магистраль не замедляет его. Особенно актуальным это решение стало с ростом быстродействия процессора.

Таким образом, структура ПК из одношинной, которая применялась только в первых компьютерах, становится трехшинной.

Рисунок 2 - Трехшинная структура ПК

АЛУ и УУ в современных ПК образуют процессор. Процессор, который состоит из одной или нескольких больших интегральных схем, называется микропроцессором или микропроцессорным комплектом.

Многопроцессорная архитектура ПК. Наличие в ПК нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организовано много потоков данных и команд, т.е. одновременно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи [2, с. 47].

Рисунок 3 - Архитектура многопроцессорного ПК

Многомашинная вычислительная система. В архитектуре многомашинной вычислительной системы каждый процессор имеет свою оперативную память. Применение многомашинной вычислительной системы эффективно при решении задач, которые имеют очень специальную структуру, которая должна состоять из такого количества ПК, на сколько слабо связанных подзадач разбита система.

Многопроцессорные и многомашинные вычислительные системы имеют преимущество перед однопроцессорными в быстродействии.

Архитектура с параллельными процессорами. В данной архитектуре несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Это означает, что множество данных может обрабатываться по одной программе, т. е. по одному потоку команд. Высокое быстродействие такой архитектуры можно получить только на задачах, в которых одинаковые вычислительные операции выполняются одновременно на различных однотипных наборах данных.

Рисунок 4 - Архитектура с параллельным процессором

В современных машинах часто присутствуют элементы различных типов архитектурных решений. Существуют и другие архитектурные решения, отличные от рассмотренных выше.

Системный блок персонального компьютера содержит корпус и находящиеся в нем источник питания, материнскую (системную, или основную) плату с процессором и оперативной памятью, платы расширения (видеокарту, звуковую карту), различные накопители (жесткий диск, дисководы, приводы CD–ROM), дополнительные устройства [2, с. 48].

2. Внутренние устройства персонального компьютера

2.1. Материнская плата и процессор

Материнская (системная) плата (Main Board или Mother Board) — это основная плата персонального компьютера, потому что на ней размещаются все наиболее важные элементы компьютера, без которых он не смог бы работать.

На ней также находятся контроллеры и слоты (разъёмы) для подключения дополнительных плат [5, с. 119].

На материнской плате располагаются:

- процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

- оперативная память — набор микросхем, предназначенный для временного хранения данных при включённом компьютере;

- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная для длительного хранения информации даже при выключенном компьютере;

- микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих функциональные возможности материнской платы;

- контроллеры дисков, мыши, адаптер монитора и других устройств (контроллер — это электронная схема, преобразующая код внешнего устройства в код процессора и обратно);

- интегрированные дополнительные устройства — встроенные в материнскую плату дополнительные микросхемы (сетевая карта, отвечающая за работу с сетью; видеокарта, отвечающая за обработку видео; звуковая карта, отвечающая за обработку звука); интегрированные устройства часто по качеству уступают своим «независимым» собратьям на отдельных дополнительных платах;

- три шины (наборы проводников) — информационная магистраль, связывающая воедино все устройства внутри системного блока; по ним передаются сигналы между отдельными внутренними устройствами компьютера;

- набор слотов (разъёмов) для подключения различных дополнительных устройств.

Рисунок 5 – Материнская плата

Процессор (CPU, Central Processing Unit — центральное процессорное устройство) — важнейший компонент любого персонального компьютера. Он управляет работой компьютера и обрабатывает большую часть информации.

Процессор — мозг компьютера, устройство, выполняющее математические и логические операции с числами, в которые преобразуется любая поступающая в компьютер информация [5, с. 121].

Процессор представляет собой кристалл кремния площадью 4–6 см², выращенный по специальной технологии и содержащий в себе миллионы транзисторов.

В целом, процессор — это сверхбольшая интегральная схема, степень интеграции которой определяется размером кристалла и количеством реализованных в нём транзисторов. Иногда интегральную микросхему называют на английский манер чипом (chip). Конструктивно процессор состоит из ячеек, или регистров (в них данные могут не только храниться, но и изменяться), и части, проводящей вычисления, — главная конструктивная составляющая, или ядро.

Рисунок 6 - Процессор

Изменение ядра кристалла микросхемы обуславливает качественный скачок быстродействия и более широкие возможности процессора. Но сначала происходит отладка, поэтому перед возникновением новой модели новое ядро сначала появляется на уже отработанной модели, повышая её производительность, потенциальные возможности и тем самым — цену.

С остальными устройствами компьютера, в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников — шинами (с адресной шиной, с шиной данных, с шиной команд). Процессор монтируется в специальное гнездо, называемое сокетом (socket), а сверху на него помещается индивидуальный вентилятор — кулер (coller) для отвода тепла, образующегося во время работы процессора. Современные процессоры выделяют достаточно много тепла, поэтому кулер абсолютно необходим.

Адресная шина у наиболее распространённых процессоров 32-разрядная — состоит из 32 параллельных линий. Напряжение на линии соответствует наличию сигнала — 1, отсутствие напряжения соответствует — 0. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на конкретную ячейку оперативной памяти. К ней подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров [5, с. 123].

По шине данных данные из оперативной памяти передаются в регистры процессора и обратно. Шина данных 64-разрядная — состоит из 64 линий, по которым за один раз передаётся 64 бита, т. е. 8 байтов данных.

Команды, предписывающие процессору операции над байтами, хранящимися в регистрах процессора, передаются из оперативной памяти по шине команд. Команды тоже представлены в виде байтов. В большинстве процессоров шина команд 32-разрядная, хотя бывают 64- и даже 128-разрядные шины.

Разрядностью шины команд определяется разрядность процессора.

Скорость работы процессора во многом определяет быстродействие компьютера. Специалисты различают несколько скоростей работы процессора, измеряемых в миллионах операций в секунду (скорость работы в офисных программах, скорость работы с трёхмерной графикой и др.).

Рядовой пользователь для характеристики быстродействия процессора использует главным образом две основные характеристики процессора: тип (модель) и тактовая частота, хотя главными параметрами, характеризующими производительность процессора, являются его ядро, тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения частоты и размер кэш-памяти. Ядро определяет тип и модель процессора. Основными производителями процессоров являются компании Intel и AMD (Advanced Micro Devices) [5, с. 125].

2.2. Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ, Random Access Memory – RAM, память с произвольным доступом) – запоминающее устройство сравнительно небольшого объёма, которое непосредственно связано с ЦП и предназначено для записи, чтения и хранения данных о выполняемых программах и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, т.к. при выключении ПК информация, которая находилась в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой, т.е. каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Оперативная память используется для хранения и передачи информации ЦП, на жесткий диск, на другие внешние устройства, которая располагается в специальных разъемах на материнской плате. ОЗУ представляет собой схему из огромного числа мельчайших конденсаторов и транзисторов (одна пара позволяет хранить 1 бит). При выключении ПК введенная информация исчезает, т.к. данные не были записаны на жесткий диск, где могут долго сохраняться, а находились в ОЗУ. Но в случае отсутствия оперативной памяти, данные должны были бы располагаться на жестком диске, и тогда время обращения к ним резко бы увеличилось, что привело бы к резкому снижению общей производительности ПК [12, с. 119].

Итак, ОЗУ используется для:

- хранения данных и команд для дальнейшей их передачи ЦП для обработки;

- хранение результатов вычислений, которые были произведены ЦП.

- считывание (или запись) содержимого ячеек.

Оперативная память изготовлена в виде микросхем, которые крепятся на специальных пластинах и устанавливаются на системной плате в соответствующие разъемы.

Рисунок 7 - Модуль оперативной памяти, вставленный в системную плату

При включении ПК в ОЗУ загружается операционная система, затем программное обеспечение и документы. ЦП управляет загрузкой программ и данных в ОЗУ, далее данные в ОЗУ обрабатываются. Таки образом, ЦП работает с инструкциями и данными, которые находятся в ОЗУ, а другие устройства (диски, магнитная лента, модем и т.д.) действуют через нее. Поэтому оперативная память имеет огромное влияние на работу компьютера. Т.к. ОЗУ предназначена для хранения данных и программ только во время работы ПК, то после выключения электропитания все данные в ОЗУ теряются. Во избежание потери данных или внесенных в документы изменений перед выключением ПК необходимо сохранить данные на жесткий диск и только потом выйти из приложения [12, с. 121].

2.3. Видеокарта и звуковая карта

Видеокарта — это часть внутреннего содержимого системного блока, изначально называлась «видеоадаптер». Предназначение с тех времён не поменялось и заключается в выводе изображения создаваемого в компьютере на экран монитора.

По устройству и архитектуре исполнения видеокарты делят на встроенные (интегрированные) в материнскую плату компьютера и дискретные (выполненные в виде отдельного модуля, на отдельной плате).

Встроенные видеокарты обычно не имеют своей памяти (используют часть оперативной памяти компьютера) и низко производительны, их основная цель поддержка вывода информации на экраны мониторов от современных операционных систем (которые давно уже построены на принципах графического отображения информации).

Дискретные видеокарты же, на оборот сделаны на отдельной плате, имеют свою видеопамять сильно отличающуюся по структуре и принципам работы от компьютерной «оперативки» и обеспечиваются системами охлаждения, как вентиляторного типа, так и с жидкостным охлаждением.

Некоторые «специалисты» выделяют ещё один вид видеокарт — гибридные, то есть использующие и свою специализированную видеопамять и оперативную память компьютера. Такой подход считаю в корне не правильным, так как придуманная для этих целей шина PCI Express позволяет подключать к любой дискретной карте оперативную память компьютера. Используется в основном в ноутбуках и реальной производительности по мнению автор этих строк особо не прибавляет. В современных персональных компьютерах от таких решений уже отказались.

Рисунок 8 - Видеокарта

Звуковая карта (Sound Blaster) переводит аналоговый звуковой сигнал в цифровую форму, чтобы записать звук от внешнего источника (например, микрофона или магнитофона) в память компьютера, а при прослушивании звука на компьютере, наоборот, осуществляет обратное преобразование — из цифровой формы в аналоговую. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Звуковая карта имеет специальный порт (разъём), который позволяет подключить микрофон и записывать речь или музыку, а также сохранять их на жёстком диске. Основным потребительским параметром её является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую, и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность при преобразовании и тем лучше качество звучания. Наиболее распространены 32- и 64-разрядные устройства [14, с. 219].

На некоторых материнских платах устанавливают отдельные микросхемы (чипы), отвечающие за обработку звука. Большинство встроенных (интегрированных) чипов сегодня поддерживают подключение от одной до двух пар колонок.

Звуковые карты, выполненные на отдельной плате, практически все поддерживают вывод звука на 6 каналов (5 колонок плюс усилитель низких частот — сабвуфер).

Поскольку на каждом канале звук разный, то при использовании таких звуковых карт и многокомпонентной акустической системы создаётся объёмное пространственное звучание. Однако полное отсутствие искажений, помех и реальную объёмность 6-канального звука можно почувствовать только при воспроизведении DVD-дисков, звуковая дорожка которых изначально разделена на нужное количество сигналов по стандарту Dolby Digital.

Звуковые карты, выполненные на отдельной плате, устанавливаются в специальный слот стандарта PCI на материнской плате [14, с. 221].

2.4. Жесткий диск

Так как при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти исчезает, то нам необходимо устройство, которое могло бы хранить все наши программы и личную информацию вне зависимости от того включен компьютер или нет.

Таким устройством является жесткий диск (англ. HDD, Hard Drive Disk). Жесткий диск, так же как и все другие устройства, располагается внутри системного блока в специальном отделении, куда он крепится винтами. Жесткий диск соединяется с материнской платой специальным кабелем, который называют шлейфом. Существует два основных разъема на материнской плате для подключения жестких дисков. Точнее их три, но один редко используется в домашних компьютерах.

Рисунок 9 - Жесткий диск

На современных материнских платах уже не устанавливаются устаревшие разъемы IDE (Integrated Drive Electronics).

В настоящее время широко используется разъем SATA (Serial Advanced Technology Attachment.

Объем жестких дисков, как и оперативной памяти, измеряют в байтах, точнее в мегабайтах и терабайтах. На жестком диске хранится вся информация. Это фотографии, фильмы, музыка и текстовые документы. Программы и операционная система Windows также хранятся в виде файлов и папок на жестком диске [12, с. 125].

3. Периферийные устройства персонального компьютера

3.1. Устройства ввода данных

С помощью клавиатуры производится ввод данных или осуществляются различные операции по управлению компьютером.

Обычную клавиатуру можно условно разделить на несколько областей.

Рисунок 10 - Клавиатура

На современные клавиатуры часто устанавливают еще дополнительные клавиши, которые позволяют, например, выключать компьютер, изменять уровень громкости, запускать некоторые стандартные программы и т.д. Эти дополнительные возможности определяются производителем клавиатуры. О них можно узнать в описании клавиатуры [1, с. 327].

Мышь - это манипулятор, позволяющий нам производить массу действий на компьютере простым передвижением руки и нажатием кнопки. Без мыши уже невозможно представить нормальную работу на компьютере.

Рисунок 11 - Мышь

Принцип работы мыши заключается в следующем - пользователь перемещает мышь рукой по столу, а специальное устройство, расположенное внутри нее, отслеживает эти перемещения и передает данные в компьютер. Далее специальная программа-драйвер передает операционной системе информацию о том, в какой области экрана должен находиться указатель мыши, и он туда помещается.

В настоящее время широко используются так называемые оптические мыши. Они имеют специальные оптические датчики, отслеживающие перемещение мыши по поверхности стола.

Самая простая современная мышь имеет две кнопки (правую и левую) и колесико, которое имеет возможность нажиматься и в некоторых программах выступает в роли третей кнопки [1, с. 329].

Современные мыши можно разделить на проводные и беспроводные. Проводные мыши подключаются к компьютеру проводом через специальный разъем. Беспроводные имеют в комплекте специальные устройства, которые подключаются к компьютеру и принимают от мыши радиосигнал. В самой мыши установлен радиопередатчик, который и передает информацию о ее местоположении приемнику, подключенному к компьютеру.

Сканер – это устройство, позволяющее переводить графическую и текстовую информацию в электронный вид. Т.е. это такой своеобразный фотоаппарат для документов и изображений. После сканирования изображение можно отредактировать или переслать по электронной почте. Если пользователь отсканирует текстовый документ, например, книгу, то ее текст в дальнейшем можно распознать с помощью специальной программы и затем редактировать в обычном текстовом редакторе.

Рисунок 12 - Сканер

Графический планшет — это перьевое устройство, предназначенное для ввода информации в компьютер для последующей работы. Говоря другими словами, графический планшет — это электронный лист бумаги и ручка, с помощью которых можно выполнять различные манипуляции с информацией в различных программах. И делать это с большим комфортом.

Рисунок 13 – Графический планшет

Веб-камера — это миниатюрное портативное устройство, которое обеспечивает передачу видеосигнала на компьютер через USB-порт.

3.2. Устройства вывода данных

На монитор выводится информация, полученная в результате обработки данных, т. е. монитор позволяет визуализировать результаты работы программ. Также монитор предоставляет возможность визуально видеть вводимые данные и управлять работой программ [1, с. 331].

Основными характеристиками монитора являются его разрешение и размер экрана.

Как и у телевизоров, размеры экрана измеряются в дюймах по его диагонали. Например, 15", 17", 19", 22", 24" и т. д. Понятно, что чем больше диагональ монитора, тем больше информации компьютер сможет на монитор вывести и тем приятнее работать за компьютером.

Изображение на мониторе формируется из точек, которые называют пикселями. Точки расположены рядами, и разрешение монитора показывает, сколько точек по вертикали и горизонтали содержится. Чем больше точек, тем более четким будет изображение. Разрешение монитора обозначают так: количество точек по горизонтали х количество точек по вертикали, например, 1280х1024.

Еще несколько лет назад можно было встретить в магазине ЭЛТ-мониторы (CRT, Cathode Ray Tube), т.е. мониторы, построенные на базе электронно-лучевой трубки. В настоящее время их потеснили жидкокристаллические (ЖК) мониторы (LCD-мониторы, Liquid Crystal Display).

Рисунок 14 – Мониторы

Кроме указанных основных характеристик, жидкокристаллические мониторы могут быть с классическим соотношением сторон 4:3 или широкоэкранными с соотношением 16:9. При выборе жидкокристаллических мониторов обычно рекомендуют обращать внимание на следующие характеристики [1, с. 333]:

- тип матрицы

- время отклика матрицы

- размер точки экрана

- контраст

- яркость

- максимальные углы обзора экрана.

Самое популярное периферийное устройство — принтер. Принтеры, предназначены для вывода на бумагу текстовой и графической информации.

В настоящее время наиболее популярны два типа принтеров:

- струйные принтеры, принцип действия которых основан на формировании изображения из точек, путем разбрызгивания капель жидкой краски;

- лазерные принтеры, которые формируют изображения путем предварительной подготовки поверхности лазерным лучом с последующим нанесением специального порошка (тонера) и впеканием порошка в бумагу.

Лазерные принтеры дороже, но они более экономичны и работают быстрее. Струйные принтеры медленнее, но более дешевы.

Рисунок 15 – Принтеры

Колонки – призваны создать качественный стереофонический звук. Число колонок может быть от 2 (стандартная стереосистема) до 6 (5+1) для воспроизведения DVD-звука (DVD-звук на видео является пятиканальным плюс низкочастотный динамик сабвуфер – специальное устройство для воспроизведения низкочастотного диапазона). Акустические колонки подключаются к компьютеру через звуковую карту [1, с. 335].

Мультимедийный проектор представляет собой автономный прибор, обеспечивающий передачу (проецирование) на большой экран информации, поступающей от внешнего источника - компьютера, видеомагнитофона, CD и DVD-плеера, видеокамеры, телевизионного тюнера и т.п.

Любой проектор может использоваться только в сочетании с внешним источником информации. В некоторых моделях, правда, предусмотрена возможность записи определённого объёма компьютерной информации на встроенную PC-карту. Это позволяет произвести видео показ без использования компьютера [1, с. 337].

3.3. Устройства для хранения данных и обмена данными

Устройства для хранения данных:

- USB Flash Drive – последовательный интерфейс USB с пропускной способностью 12 Мбит/с или его современный вариант USB 2.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с.

- Flash-карты – устройства, состоящие из одной микросхемы и не имеющие подвижных частей. Принцип работы основан на использовании кристаллов электрически перепрограммируемой флэш-памяти.

Физический принцип организации ячеек флэш-памяти одинаков для всех существующих устройств, как бы они ни назывались. Отличаются устройства интерфейсом и используемым контроллером, которые обусловливают разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

- CD (Compact Disc) – оптический носитель информации. Стандартный объем 700 Мб. Запись и считывание информации осуществляется с помощью лазера.

- DVD (Digital Versatile Disk) – оптический многоцелевой цифровой диск. Существуют односторонние и однослойные DVD (стандартный объем 4,7 Гб), а также двухсторонние или двухслойные диски с удвоенным объемом (объем увеличивается в 4 раза и составляет более 17 Гбайт)

- BD (Blu-Ray Disc) – оптический носитель цифровых данных, который используется для записи и хранения информации и позволяет хранить видео высокой чёткости с повышенной плотностью.

- Магнитно-оптический диск СD-MO (Compact Disk – Magneto Optical) – носитель информации, который сочетает свойства оптических и магнитных накопителей. Ёмкость диска от 128 Мб до 2,6 Гб.

Устройства для обмена данными. С помощью модема можно связать два или несколько компьютеров в сеть или подключиться к сети Интернет.

Модемы обычно классифицируют по скорости передачи данных, т. е. сколько бит информации в секунду модем способен передать/получить. Модемы бывают внутренними и внешними. Внутренние модемы представляют собой плату с розеткой для подключения телефонного провода. Плата устанавливается в специальный разъем на материнской плате. Внешние модемы обычно подключаются сетевым кабелем к сетевой карте компьютера (обычно встроена в материнскую плату), а к самому модему подключается провод телефонной линии. Внешние модемы имеют свой блок питания, подключаемый к электрической сети.

В настоящее время очень популярны ADSL-модемы (Asymmetrical Digital Subscriber Line – ассиметричная цифровая абонентская линия). Такие модемы имеют ряд преимуществ: во-первых, они позволяют обмениваться данными на больших скоростях, а, во-вторых, не занимают телефонную линию. Это значит, что пользователь может разговаривать по телефону и пользоваться интернетом одновременно [1, с. 341].

Заключение

Создание электронно-вычислительных машин в середине XX в. является одним из самых выдающихся достижений в истории человечества. Постоянное развитие индустрии компьютерной техники и других технических средств информатизации за короткий срок превратилось в один из определяющих факторов научно-технического прогресса. Многие крупные научно-технические проекты современности в области космических исследований, атомной энергетики, экологии не могли бы претворяться в жизнь без применения технических средств информатизации. На протяжении последних десятилетий информационные технологии, базирующиеся на современных технических средствах информатизации, все активней вторгаются в различные сферы человеческой деятельности. Несомненна тесная взаимосвязь совершенствования программного обеспечения, технических средств информатизации и наукоемких технологий, на базе которых они производятся.

Персональный компьютер – это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения. Его аппаратную конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять в соответствии с требованиями пользователя. В настоящее время базовую конфигурацию образуют четыре устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Быстродействие и стабильность работы компьютера зависят от устройств, которые входят в состав материнской платы. Их основные характеристики – быстродействие микропроцессора, тип и емкость оперативной и кэш-памяти и др. – рассматриваются при оценке производительности персонального компьютера.

Размещаемый в системном блоке жесткий магнитный диск является устройством внешней памяти и служит для хранения больших объемов данных.

Помимо устройств, размещаемых в системном блоке, компьютер комплектуется дополнительными, внешними устройствами или периферией. Периферийные устройства служат для расширения функциональных возможностей компьютера и разделяются на устройства ввода, вывода, хранения и обмена данными. Внешние устройства подключаются к системному блоку через особые разъемы-порты.

Для объективной оценки производительности устройств ПК используются специализированные программы-тесты.

Требования, предъявляемые к аппаратному обеспечению компьютера, зависят от того, как и для выполнения каких задач он будет использован.

   

Список использованной литературы

1. Авдеев В. А. Периферийные устройства. Интерфейсы, схемотехника, программирование. Учебное пособие / В.А. Авдеев. - М.: ДМК Пресс, 2016. - 848 c.
2. Аппаратные средства персонального компьютера / С.В. Киселев и др. - М.: Академия, 2017. - 990 c.
3. Гребенюк Е.И. Технические средства информатизации: Учебник для сред. проф. образования. – М.: Академия, 2015. – 352 с.
4. Гусева А. И. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Учебник / А.И. Гусева. - Москва: СПб. [и др.]. – СПб.: Питер, 2016. - 288 c.
5. Елепин А. П. Компьютерные информационные технологии. Теоретические основы профессиональной деятельности. Учебное пособие / А.П. Елепин, С.В. Соколова. - М.: Академкнига, 2016. - 160 c.
6. Жмакин А. П. Архитектура ЭВМ / А.П. Жмакин. - М.: БХВ-Петербург, 2016. - 352 c.
7. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. – СПб.: БХВ-Петербург, 2016. – 1152 с.
8. Крылов А. Б. Устройство персонального компьютера: учеб.-метод. пособие / А. Б. Крылов, М. А. Шеламова. – Мн.: БГМУ, 2016. – 62 с.
9. Мелехин, В. Ф. Вычислительные системы и сети / В.Ф. Мелехин, Е.Г. Павловский. - М.: Academia, 2015. - 208 c.
10. Мюллер С.. Модернизация и ремонт ПК. – М.: Вильямс, 2017. – 1512 с.
11. Питухин Е.А. Основы информатики: учебное пособие / авт.-сост.: Е.А. Питухин, О.А. Зятева. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2016. – 76 с.
12. Симонович С.В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2015. – 640 с.
13. Таненбаум Э., Эндрю С. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2016. – 345 с.
14. Хлебников А.А. Информационные технологии: учебник. – М.: КНОРУС, 2015. – 472 с.
15. Юркевич В.В. Надежность и диагностика технических средств: Учебник. – М.: Академия, 2016. – 304 с.