Комплекс электронных, электрических и механических устройств, входящих в состав системы или сети. Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства; внешние устройства и диагностическую аппаратуру; энергетическое оборудование,… … Финансовый словарь

Железо Словарь русских синонимов. аппаратное обеспечение сущ., кол во синонимов: 1 железо (18) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, оборудование, в противоположность программам и программному обеспечению, при помощи которого КОМПЬЮТЕР выполняет свои функции. Системный блок, клавиатура, принтер и материнская плата примеры аппаратного обеспечения … Научно-технический энциклопедический словарь

аппаратное обеспечение - аппаратура — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы аппаратура EN hardware …

аппаратное обеспечение - aparatinė įranga statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. hardware vok. Gerätetechnik, f; Hardware, f rus. аппаратное обеспечение, n; техническое оборудование, n pranc. matériel, m … Automatikos terminų žodynas

аппаратное обеспечение диагностической системы - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN system diagnostic facilitySDFsystem diagnostic facility … Справочник технического переводчика

Содержание 1 3D принтеры 2 Компьютеры и их компоненты … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Сервер. Сервер (англ. server от to serve служить) аппаратное обеспечение, выделенное и/или специализированное для выполнения на нём сервисного программного обеспечения (в том… … Википедия

основное аппаратное обеспечение - базовое аппаратное обеспечение Минимальные требования к аппаратному обеспечению, которые предъявляет данное программное обеспечение. Тематики информационные технологии в целом EN base hardware … Справочник технического переводчика

вспомогательное аппаратное обеспечение - pagalbinė techninė įranga statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. support hardware vok. Unterstützausrüstung, f; Unterstützungshardware, f rus. вспомогательная аппаратура, f; вспомогательное аппаратное обеспечение, n pranc. matériel … Radioelektronikos terminų žodynas

Книги

• Аппаратное обеспечение ЭВМ. Учебник , В. Д. Сидоров , Н. В. Струмпэ , Приведены сведения об устройстве персональных электронных вычис­лительных машин, типового периферийного оборудования. Рассмотрены вопросы эксплуатации и модернизации ПЭВМ. Учебник может быть… Категория: Компьютеры и программы Серия: Начальное профессиональное образование Издатель: Academia ,
• Аппаратное обеспечение ЭВМ. Практикум , Н. В. Струмпэ , В. Д. Сидоров , Практикум дополняет учебник В. Д. Сидорова, Н. В. Струмпэ `Аппаратное обеспечение ЭВМ`. Содержит контрольные вопросы, практические работы, задания для самостоятельноговыполнения, лабораторные… Категория: Учебники для ВУЗов Серия: Лазерная техника и технология Издатель:

Аппаратное обеспечение – это совокупность технических средств (электронных и механических устройств), обеспечивающих, как нормальное функционирование каких-либо электронных систем – компьютеров, сетей передачи данных, так и расширяющих их основные функции.

Основные компоненты персонального компьютера

Собственно в этом и состояла основная задача его разработчиков - создать такое устройство, которое можно было бы модифицировать постепенно, по мере появления средств, а основу можно собрать с самыми минимальными затратами и сразу же приступить к работе.

Итак, из какого же «минимума» должен состоять персональный компьютер, для того, чтобы на нём можно было комфортно работать? Для того чтобы пользователь мог сразу же приступить к работе на ПК он должен иметь следующий, минимальный набор компонентов:

• Клавиатуру;

По сути дела, системный блок не является какой-то одной, отдельной частью персонального компьютера, выполняющего одну-единственную функцию, как, например, клавиатура или мышь (ввод данных и управление). Системный блок содержит целый набор устройств, каждое из которых выполняет ряд определённых действий.

Корпус системного блока может иметь две модификации:

1. С вертикальным расположением, такие корпуса носят название – tower («башня»);
2. С горизонтальным расположением – desktop («настольный»).

Электронное устройство, которое является центром всей системы. К материнской плате с помощью специальных разъёмов подключаются другие компоненты системного блока и внешней периферии .

Центральный процессор

Является «мозгом» цифровой системы. Именно он, выполняя команды программного обеспечения (программ, загруженных в компьютер), заставляет работать материнскую плату и выполнять различные действия – считывать данные с клавиатуры, выводить изображение на монитор, печатать на принтере и т. п.

Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему - тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к материнской плате компьютера.

Для персональных компьютеров наиболее широко используются процессоры Intel, AMD и Motorola (для компьютеров Macintosh). Дополнительную информацию о них можно прочитать на сайтах производителей процессоров:

1. Intel - http://www.intel.com/
2. Motorola - http://www.motorola.com/

Оперативная память

Электронный компонент, позволяющий процессору хранить необходимые данные во время своей работы. Такая память называется ОЗУ – оперативное запоминающее устройство . Память содержит данные, пока к ней подводится питание. Когда компьютер выключен – все содержимое памяти стирается.

В случае если есть необходимость хранения данных при выключенном питании, существует другой вид памяти называемый ПЗУ – постоянное запоминающее устройство . Такая память, если в неё записать данные, будет хранить их независимо от того подаётся на неё питание или нет.

Существуют два типа ПЗУ. В одних данные можно менять многократно, они называются РПЗУ (репрограммируемое, постоянное запоминающее устройство), и непосредственно ПЗУ – в него данные записываются только один раз. Больше их изменить нельзя. Применяются такие ПЗУ там, где требуется высокая надёжность хранения одних и тех же данных.

Накопитель на жёстком диске

Имеет ещё одно устоявшееся название - «винчестер ». Устройство предназначено для записи и чтения различных пользовательских данных – программ, фотографий, видео, текстов и т. д., выпускается различной ёмкости – от нескольких гигабайт и до нескольких терабайт.

Для справки: старые винчестеры имели объём намного меньший – от нескольких мегабайт до 1 гигабайта.

Используется в системном блоке в качестве основного хранилища всех данных, так как имеет высокую скорость чтения-записи (намного выше, чем у устройств для работы с оптическими дисками и «флеш» - накопителями).

В отличие от принятой в информатике системе приставок кило, мега, гига, тера, обозначающих степени двойки (кило = 2 10 = 1 024, мега = 2 20 = 1 048 576, гига = 2 30 = 1 073 741 824, тера = 2 40 = 1 099 511 627 776 и т. д.), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные тысяче (кило = 10 3 = 1 000, мега = 10 6 = 1 000 000, гига = 10 9 = 1 000 000 000, тера = 10 12 = 1 000 000 000 000 и т. д.).

Например, реальная ёмкость жёсткого диска с маркировкой 200 Гб, составляет 186,2 Гб.

Кроме внутренних жёстких дисков имеются и внешние (переносные) жёсткие диски , которые можно переставлять с машины на машину, используя специальные боксы или переходники.

Внешние жёсткие диски имеют собственный корпус и источник питания, что экономит пространство внутри корпуса компьютера и уменьшает нагрузку на блок питания компьютера.

В зависимости от типов оптических дисков, с которых оно может работать, его называют: CD-ROM, DVD-ROM, BD-ROM, для работы с CD, DVD, BD-дисками соответственно.

CD-дисковод и CD-диски

CD-ROM - оптический диск для однократной записи и многократного считывания, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске диаметром 5,25 дюйма.

Компакт-диск - наиболее распространённый носитель для тиражирования музыки. Представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылён светоотражающий слой алюминия, защищённый от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.

Обычно компакт-диски вмещают до 650 мегабайт информации (или 74 минуты аудио). Есть предположение, что разработчики рассчитывали объем так, чтобы на диске полностью поместилась Девятая симфония Бетховена, длящаяся именно 74 минуты.
См. .

Скорость чтения/записи привода CD-ROM указывается кратной 150 Кбайт/с. Например, 52-скоростной привод CD-ROM обеспечивает максимальную скорость чтения (или записи) дисков, равную 52*150 = 7800 Кбайт/с (7,62 Мбайт/с).

Существуют два типа дисков, предназначенных для записи в записывающем накопителе: для однократной записи диски CD-R (Compact Disk Recordable) и для многократной записи диски CD-RW (Compact Disk Rewritable).

DVD-дисковод и DVD-диски

DVD-ROM - это оптический диск, одинакового с CD размера, но большей ёмкости (от 4,7 Гбайт).

DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит вместимость диска:

• Однослойные односторонние (DVD-5) вмещают 4,7 гигабайта информации;
• Двухслойные односторонние (DVD-9) вмещают 8,7 гигабайта информации;
• Однослойные двусторонние (DVD-10) вмещают 9,4 гигабайта информации;
• Двухслойные двусторонние (DVD-17) вмещают 17,4 гигабайта информации.

Скорость чтения/записи DVD указывается кратной 1350 Кбайт/с, т. е. 16-скоростной привод обеспечивает чтение (или запись) дисков в 16x1350 = 21 600 Кбайт/с (21,09 Мбайт/с). Для работы с DVD-ROM нужно подключить к компьютеру накопитель (привод) DVD-ROM. Отметим, что привод DVD-ROM может читать и CD-диски.

Специальная плата, которая устанавливается в системный блок и позволяет осуществлять вывод изображений на монитор или современный LED или LCD телевизор.

От того, какой вычислительной мощности видеокарта установлена в системный блок зависят его графические свойства – разрешение изображения, количество воспроизводимых цветов, глубина цвета, скорость вывода картинки на экран, скорость обработки видеоизображений и ещё ряд дополнительных параметров.

Современные видеоадаптеры имеют память, которая позволяет не использовать ОЗУ компьютера для формирования изображения. Память видеоадаптеров называется видеопамятью. Кроме того, большинство видеоадаптеров оснащены собственными графическими сопроцессорами, необходимыми для обработки изображения. Такие адаптеры часто называются графическими ускорителями.

Этот компонент обеспечивает чтение различных современных носителей информации («флеш-карт»), с других цифровых устройств – смартфонов, фотоаппаратов, видеокамер и т. п.

Устарел, в новых моделях не устанавливается. Устройство для чтения носителей информации на магнитных дисках – дискетах . На сегодняшний день полностью вытеснено современными USB - «флешками» и «флеш-картами».

Дискета представляет собой полимерный диск размером 3,5 дюйма, с ферромагнитным покрытием, заключённый в пластмассовый корпус. Ёмкость дискеты 1,44 Мбайт . Как видно, это очень небольшой по объёму носитель информации. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для создания резервных копий для документов небольшого объёма.

Устройство для чтения гибких магнитных дисков называют дисководом для флоппи-дисков (FDD) или приводом.

Дискеты - самые медленные устройства хранения информации на компьютере. Скорость обмена данными между дискетой и компьютером всего 250 Кбайт/с.

Название этого блока говорит само за себя – устройство обеспечивает питание всех компонентов, входящих в состав системного блока. Мощности этого блока должно хватать для нормальной работы всех составляющих, в противном случае он быстро выйдет из строя из-за перегрузки.

Из назначения основных компонентов видно, что именно системный блок обеспечивает вычислительные функции и управление внешними, периферийными устройствами – монитором, клавиатурой, мышью, принтером и прочее. Именно от его «вычислительной мощности» зависит быстродействие всего персонального компьютера в целом.

Представляет собой устройство для ввода информации в компьютер. Содержит набор букв и цифр соответствующий стандарту печатной машинки, а также дополнительные клавиши, служащие для управления курсором и выполняющие различные функции в зависимости от программного обеспечения (функциональные клавиши).

Расположение клавиш на клавиатуре имеет определённую стандартизованную раскладку (порядок следования), которая называется QWERTY . В последнее время всё больше распространение получают клавиатуры, имеющие дополнительные клавиши для управления мультимедийными функциями компьютера – звуком, видео, запуском проигрывателей, а также для быстрой навигации в интернете.

«Классическая» модель клавиатуры имеет 102 клавиши.

Кроме этого, на корпусе клавиатур все чаще стали появляться разъёмы для подключения USB накопителей , что весьма удобно. В этом случае не нужно тянуться к корпусу ПК для того, чтобы подключить «флешку».

Какую из современных клавиатур использовать – дело самого пользователя. Рекомендация здесь может быть только одна – вам должно быть удобно и комфортно «нажимать» на клавиши в процессе работы, чтобы кисти рук уставали, как можно меньше.

Подключается клавиатура к ПК либо проводным способом к специальному «клавиатурному» порту либо к универсальному порту USB . Существуют и «беспроводные модели», которые взаимодействую с компьютером при помощи BlueTooth-технологии, либо при помощи небольшого, идущего в комплекте с клавиатурой устройства, которое подключается к порту USB. В этом случае клавиатуру можно «отодвинуть» от персонального компьютера даже на несколько метров, так как все взаимодействие осуществляется на радиочастотах по эфиру.

Знаменитая на весь мир клавиатурная «раскладка» QWERTY появилась в своём окончательном виде в 1878 году благодаря тому, что она обеспечивает наибольшую производительность печати. Ранее, кнопки на печатающих устройствах располагались по алфавиту, что нередко приводило к ошибкам набора, которые при быстрой печати «замечались» оператором, только при возврате каретки.
См. .

Представляет собой устройство для управления графическим указателем (стрелкой) на экране в приложениях. При помощи этого манипулятора можно перемещать графические объекты, нажимать виртуальные кнопки, выполнять определённые действия. Основным достоинством «мышки» является возможность мгновенно попасть указателем в любую точку экрана.

Как правило, все современные модели этого устройства имеют несколько (две и больше) дополнительные кнопки, одна из которых, как правило, имитирует нажатие клавши Enter, а другая вызывает основное меню работы с операционной системой. Кроме этого, манипулятор снабжается дополнительными (1-2) «колесами прокрутки» для удобного, плавного перемещения изображения на экране.

Подключается это устройство либо проводным способом к портам PS/2 или USB, либо беспроводным способом, как и в случае с клавиатурой. Как правило, производители предлагают приобретать сразу полный комплект – клавиатура + мышь. Этот способ удобен тем, что в компьютер вставляется всего одно устройство беспроводной связи и занимается только один порт USB.

Дуглас Энгельбарт – изобретатель всем известного компьютерного устройства под названием мышь, первоначально в пояснениях рисовал указатель курсора вертикально! Но из-за маленького, на тот момент, разрешения мониторов нарисовать красиво выглядевший на экране указатель, было невозможно. Поэтому, указатель стали отображать на экранах с одной вертикальной гранью, а другой под углом в 45 градусов. Примечательно, что даже после появления устройств с высоким разрешением указатель мыши остался неизменным до сих пор.
См. .

Старое название этого устройства – дисплей . Одна из важных частей персонального компьютера. От технических возможностей монитора будет зависеть не только качество выводимого на экране изображения, но и комфортность работы за ним.

По своему конструктивному исполнению, все современные мониторы можно условно разделить на четыре типа:

Характеризуются эти устройства следующими параметрами:

• Размер экрана . Понятно, что чем больше размер видимой области, тем больший размер картинки на нём можно получить. Размер экрана указывается в дюймах и измеряется не его длина или ширина, а диагональ. При этом, следует иметь в виду, что мониторы выпускаются двух видов: с отношением сторон 4:3 и 16:9. Этот фактор необходимо учитывать при подборе, так как мониторы, имеющие одинаковые размеры диагоналей, но разные соотношение сторон воспринимаются пользователями визуально по-разному.
• Частота кадровой развёртки . Параметр, определяющий сколько раз в секунду, отображается на экране один и тот же кадр изображения. Чем выше частота кадровой развёртки, тем меньше будут уставать глаза при работе за таким монитором. Для комфортной работы этот показатель должен быть не меньше 70–75 кадров в секунду.
• Разрешение экрана (разрешающая способность). Определяется количеством точек («пикселей»), которое способен вывести монитор по горизонтали и вертикали. Первое число – количество выводимых точек по горизонтали, второе – по вертикали. Например, если на мониторе указано, что он обладает разрешением 1024х768 пикселей, то это говорит о том, что по горизонтали он способен выводить 1024 точки, а по вертикали – 768.

При выборе монитора необходимо иметь в виду, что чем выше разрешение экрана, тем качественнее и «чётче» выводимое изображение. На сегодняшний день для комфортной работы домашнего пользователя современного ПК вполне хватит монитора, имеющего 24-25 дюймовый экран с разрешающей способностью 1920х1080.

К аппаратному обеспечению относятся устройства, образующую конфигурацию компьютера. Различают внутренние и внешние устройства. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняется с помощью аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами. Протокол - это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств.

Персональный компьютер - универсальная техническая система, конфигурацию которой можно изменять по мере необходимости. Тем ни менее существует понятие базовой конфигурации. В настоящее время базовая конфигурация состоит из 4 составляющих

1. системный блок

2. монитор

3. клавиатура

Системный блок

Системный блок - основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока называются внутренними, а подключаемые к нему снаружи - внешними и периферийными. Основной характеристикой корпуса системного блока является параметр, называемый форм-фактором . От него зависят требования, предъявляемые к размещаемым устройствам. Форм-фактор системного блока обязательно должен быть согласован с форм-фактором главной (системной, материнской) платы. В настоящее время наиболее распространенны корпуса с форм-фактором ATX. Корпуса поставляются вместе с блоком питания.

Внутренние устройства системного блока

Материнская плата - основная плата компьютера. На ней размещаются:

1. процессор - основная микросхема, выполняющая арифметические и логические операции - мозг компьютера. Процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называются регистрами . Часть регистров являются командными, то есть такими, которые воспринимают данные как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Управляя засылкой данных в разные регистры, можно управлять обработкой данных. На этом основано исполнение программ. С остальными устройствами процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами . Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина . Адресная шина состоит из 32 параллельных проводников(32-разрядная). По ней передаются адреса ячеек оперативной памяти. К ней подключается процессор для копирования данных из ячейки ОП в один из своих регистров. Само копирование происходит по шине данных . В современных компьютерах она, как правило, 64-разрядная, т.е. одновременно на обработку поступает 8 байт. По командной шине передаются команды из той области ОП, в которой хранятся программы. В большинстве современных компьютеров командная шина 32-разрядная, но есть уже и 64-разрядные.

2. Основными характеристиками процессора являются разрядность, тактовая частота и кэш-память . Разрядность указывает, сколько бит информации процессор может обработать за один раз (один такт). Тактовая частота определяет количество тактов за секунду, например, для процессора выполняющего около 3 миллиардов тактов за секунду тактовая частота равна 3 Ггц/сек. Обмен данными внутри процессора происходит быстрее, чем с оперативной памятью. Для того, чтобы уменьшить число обращений к ОП, внутри процессора создают буферную область - кэш-память. Принимая данные из ОП, процессор одновременно записывает их в кэш-память. При последующем обращении процессор ищет данные в кэш-памяти. Чем больше кэш-память, тем быстрее работает компьютер.

3. микропроцессорный комплект (чипсет ) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.

4. шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами.

5. оперативная память - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных

Оперативная память(RAM - random access memory) - массив ячеек, способных хранить данные. память может быть динамической и статической. Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, накапливающих электрический заряд. Динамическая память является основной оперативной памятью компьютера. Ячейки статической памяти представляют собой тригеры - элементы в которых хранится не заряд, а состояние (включен/выключен). Этот вид памяти более быстрый, но и более дорогой и используется в т.н. кэш-памяти, предназначенной для оптимизации работы процессора. Оперативная память размещается на стандартных панельках (модулях, линейках). Модули вставляются в специальные разъёмы на материнской плате.

6. ПЗУ - постоянное запоминающее устройство. В момент включения компьютера его оперативная память пуста. Но процессору, чтобы начать работать, нужны команды. Поэтому сразу после включения на адресной шине выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно. Этот адрес указывает на ПЗУ. В ПЗУ находятся "зашитые" программы, которые записываются туда при создании микросхем ПЗУ и образуют базовую систему ввода-вывода(BIOS - Base Input/Output System). Основное назначение этого пакета - проверить состав и работоспособность базовой конфигурации компьютера и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жёстким диском и дисководом гибких дисков.

7. разъёмы для подключения дополнительных внутренних устройств (слоты).

Жёсткий диск

Жёсткий диск - устройство для долговременного хранения больших объёмов данных и программ.

На самом деле, это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Над поверхностью каждого диска располагается головка чтения-записи. При высоких скоростях вращения возникает аэродинамическая подушка между поверхностью диска и головкой. При изменении силы тока, протекающего через головку, меняется напряженность магнитного поля в зазоре, что вызывает изменение магнитного поля ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись на диск. Чтение происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы наводят в головке ЭДС самоиндукции, возникают электромагнитные сигналы, которые усиливаются и передаются на обработку. Управление работой жёсткого диска осуществляется специальным устройством - контроллером жесткого диска. Функции контроллера частично вмонтированы в жёсткий диск, а частично находятся на микросхемах чипсета. Отдельные виды высокопроизводительных контроллеров поставляются на отдельной плате.

Дисковод гибких дисков

Для оперативного переноса небольших (до 1.4Мб) объёмов информации используются гибкие диски, которые вставляют в специальный накопитель - дисковод.

Дисковод для компакт-дисков CD или DVD

Принцип действия устройства CD состоит в считывании(записи) данных, с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. При этом плотность записи, по сравнению с магнитными дисками, очень высокая. На стандартный CD-диск можно записать до 650Мб. Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и использования данных, звука и видео. Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как digital video disc, это оптические диски с большой емкостью. Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука. Поэтому, появившаяся несколько позже расшифровка аббревиатуры DVD, как digital versatile disc, т.е. универсальный цифровой диск - более логична. Снаружи, диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 650MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел -- DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB.

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.

Каждый компьютер состоит из набора основных взаимосвязанных аппаратных средств, без которых работа компьютера практически невозможна.

Системный блок

Системный блок - это корпус компьютера, внешняя оболочка защищающая внутренние компоненты от любого внешнего воздействия и механических повреждений. Системный блок обеспечивает нужную температуру и экранирует электромагнитное излучения внутренних компонентов.

Есть несколько типов системных блоков:

• Super Tower
• Midi Tower
• Micro ATX
• Desktop
• Tiny Tower
• Flex ATX
• Mini ITX

Блок питания - является источником электропитания всех частей компьютера и его главная задача - преобразование переменного напряжения сети, обычно это стандартные 220B в вашей розетке, в постоянное напряжение питания всех компонентов компьютера. Чтобы блок питания не нагревался и не сломался от большого температурного режима, в нем встроен вентилятор для охлаждения.

Источник бесперебойного питания - простая аккумуляторная батарея, которая осуществляет бесперебойное кратковременное снабжение электричеством компьютера и всех его частей. Это необходимо, чтобы корректно завершить работу и сохранение данных если вдруг резко отключится электричество.

Материнская плата - пожалуй, самый основной и главный компонент компьютера. Именно к ней подключаются все остальные компоненты и внешние устройства.

Шина - линии и проводники на материнской плате, по которым компоненты и устройства компьютера обмениваются информацией.

Линии шины делятся на 3 группы по типу передаваемых данных:

1. Линии данных - шина данных
2. Линии адреса - шина адреса
3. Линии управления - шина управления

По функциональному назначению шины делятся:

• Системная шина (шина CPU) - ее используют микросхемы чипсет для передачи данных к процессору и от него
• Шина кэш-памяти - используется для обмена данными между процессором и кэш-памятью
• Шина памяти - используется для обмена данными между оперативной памятью процессором
• Шины ввода и вывода - стандартные и локальные, связывают устройства через порты

Небольшая дополнительная информация о шине:

• Порта - шина, связывающая устройства между собой.
• Разрядность - характеристика, определяемая количество данных параллельно проходящих через шину
• Пропускная способность - характеристика, определяемая количеством бит данных, передаваемых по шине за секунду.
• Шина ISA - 8 или 16-разрядная шина ввода и вывода для подключения плат расширения
• Шина VLB - 32-разрядная шина для обмена видеоданными
• Шина PCI - шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате
• Шина AGP - 32-разрядная высокоскоростная шина для видеокарты и ускорения ввода-вывода данных на видеоадаптер.
• Шина PCI Express - шина с программной моделью шины PCI и высокопроизводительным физическим протоколом для последовательной передачи данных
• Шина USB - шина для подключения периферийных устройств снаружи корпуса компьютера.
• Шины SCSI и SAS - шины на рабочих станциях и высокопроизводительных серверах
• Шина IEEE 1394 - высокоскоростная локальная последовательная шина для обмена данными между компьютером и остальными устройствами

Связь с внешними периферийными устройствами происходит через последовательные и параллельные порты.

Параллельная передача данных - происходит через параллельный порт LTP. Все 8 бит пересылаются одновременно, а не один за другим. Вся передача данных происходит только в одном направлении - однонаправленная передача. Например, через LTP порты к компьютеру подключаются принтеры.

Порт EPP - производит двунаправленную передачу данных, в обоих направлениях.

Порт ECP - производит передачу данных с большой скоростью, с помощью сжатия данных

Последовательная передача данных - происходит через последовательный порт COM. Данные передаются побитно - отдельные биты пересылаются последовательно друг за другом, при этом можно обмениваться данными в двух направлениях.

Для нормальной работы компьютера и подключенных к нему периферийных устройств необходимо разделять все системные ресурсы:

• Линии запросов на прерывание (IRQ)
• Каналы прямого доступа к памяти (DMA)
• Базовые адреса портов ввода и вывода

Система прерываний - приостанавливает текущие действия компьютера и переключается на другие в ответ на поступившие действия.

Передача данных в режиме прямого доступа к памяти - необходима при обмене данными между оперативной памятью и высокоскоростными устройствами.

Порты ввода и вывода - связывают компьютер с периферийными устройствами для их обмена данными между процессором.

Центральный процессор - блок или интегральная схема выполняющая машинные инструкции.

В процессор входят основные компоненты:

• арифметико-логическое устройство
• блок управления
• блок памяти
• устройство ввода и вывода

Вся работа процесса строится по следующему принципу. По системной шине на вход процессора поступают сигналы - логические 0 и 1. Такие сигналы декодирются на основе набора инстркций встроенных в процессор и управляют его работой. На выходе процессора поступают результаты работы в виде таких же логических 0 и 1. Сами значения этих сигналов определяются напряжением на линиях шины - 1,5 вольт это 1, а 0 вольт - это 0.

Сокет для процессора - специальный разъем на материнской плате, в который устанавливается процессор компьютера. Сверху процессора устанавливается радиатор с вентилятором, чтобы охлаждать нагревающийся процессор.

Компонентами процессора являются:

• Ядро - выполняет команды
• Модуль предсказания перехода - определяет изменение последовательности выполнения команд после перехода, чтобы переслать эти команды в декодер команд
• Сопроцессор - выполняет операции с нецелыми числами
• Кэш-память первого уровня - дает доступ к данным быстрей, чем к внешней кэш-памяти второго уровня. У процессора есть два модуля кэш-памяти по 8 Кбайт каждый: первый для команд, второй для данных.
• Интерфейсный модуль системной шины - команды и данные которые поступают по системной шине разделяются на 2 потока.

Исполнение команд в процессоре происходит конвейерной обработкой - разбиваясь на несколько ступеней, где каждой ступени соответствует свой модуль в процессоре. По тактовому импульсу команды в драйвере переходят на следующую ступень и затем после того как команда покидает конвейер, туда поступает новая команда.

Основные характеристики процессора

• Ступень интеграции
• Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных
• Тактовая частота
• Количество инструкций, выполняемых за один такт
• Память, к которой может адресоваться процессор
• Объем встроенной кэш-памяти
• Количество уровней кэш-памяти

Степень интеграции - определяет сколько транзисторов может в ней уместиться

Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных определяет количество бит которое процессор может обработать одновременно - 16, 32 или 64 бита.

Тактовая частота - максимальное количество операций процессора в секунду

Реальный режим работы процессора - адресовывает не более 1 Мбайт памяти

Защищенный режим работы процессора - адресовывает до 16 Мбайт физической и до 1 Гбайт виртуальной памяти

Оперативная память - временная память, в которой данные храняться только когда компьютер работает. После завершения работы компьютера - все данные из оперативной памяти исчезают.

Ячейки памяти в оперативной памяти состоят из матрицы со строками и столбцами. Адрес ячейки включает в себя адрес строки и адрес столбца.

Основные характеристики микросхем памяти:

• Емкость
• Разрядность
• Быстродействие
• Временная диаграмма

Таблица векторов прерываний - содержит 256 элементов по 4 байта и хранит в себе векторы прерываний, являющихся адресами сервисных программы в составе операционной системы и базовой системы ввода-вывода BIOS.

Область данных BIOS - содержит счетчик таймера, буфер клавиатуры и другие внутренние данные.

Область для операционной системы - содержит программы и данные

UMA - аппаратная часть оперативной памяти, располагается после первых 640 Кбайт. В ней размещается видео-память и ROM BIOS, также могут быть модули постоянной и оперативной памяти подключенные к компьютеру.

EMS - метода использующий свободную память в UMA.

HMA - первый блок в 64 Кбайт выше границы 1 Мбайт оперативной памяти

XMS - вся память выше границы 1 Мбайт, включая HMA

Виртуальная память - процесс создания на жестком диска компьютера файла в несколько десятков мегабайт размером для расширения оперативной памяти. Это необходимо, когда объема установленных модулей памяти на материнской плате не хватает.

Нужный объем оперативной памяти определяется:

• Разрядностью адресной шины процессора
• Возможностями чипсета
• Количеством разъемов для установки оперативной памяти на материнской плате

Кэш-память - сверхбыстрая память, является промежуточным буфером с быстрым доступом, содержит данные, которые могут получаться с большей вероятностью.

Чипсет - микросхемы, установленные на материнской плате для обмена данными между процессором, оперативной памятью и другими устройствами, подключенными к шинам. В чипсете могут быть разное количество микросхем от 1 до 2. Базовые микросхемы чипсета - южный мост и северный мост. Названия даны от местоположения микросхем на блок-схемах: верх - север, низ - юг.

Северный мост - отвечает за обмен данными между процессором и скоростными устройствами - памятью и шинами PCI Express или AGP.

Южный мост - отвечает за работу с низкоскоростными интерфейсами.

ROM BIOS - базовая система ввода-вывода, представляет набор микропрограмм для работы с аппаратным обеспечением компьютера и подключенными устройствами.

Функции BIOS:

• Предоставление операционной системе драйверы устройств, которые находятся на материнской плате, осуществление сопряжения между материнской платой и другими компонентами компьютера
• Предоставление текстовой программы проверки системы POST, которая во время включения компьютера проверяет важные компоненты компьютера
• Программа CMOS Setup для установки параметров BIOS и аппаратной конфигурации компьютера
• Программа начальной загрузки Bootstrap, запускающаяся после успешного завершения программы POST

CMOS RAM - область памяти (100 - 129 байт), в контроллере периферийных устройств в южном мосте чипсета, где записываются значения конфигурации настроек BIOS.

Чтобы записанные значения не были потеряны, контроллер обеспечивается питанием от аккумулятора. Поэтому данные о конфигурации компьютера находятся в памяти,даже во время долгого не выключения компьютера.

BIOS представляет собой графический интерфейс с меню и различными опциями:

• Standard CMOS Features - содержит стандартные настройки аппаратных средств и установку системной даты и времени
• Advanced BIOS Features – установка стартовой конфигурации компьютера и параметров BIOS
• Advanced Chipset Features – содержит настройки параметров чипсета
• Integrated Peripherals – настройки параметров периферийных устройств
• Power Management Setup – настройки параметров энергосбережения
• PnP/PCI Configurations – настройки конфигурации шины PCI.
• Load Fail-Safe Default и Load Optimized Defaults – восстановление настроек BIOS
• Set Password – установка пароля на BIOS
• Save & Exit Setup – запись в CMOS новой конфигурации к перезагрузке компьютера
• Exit Without Saving – не вносить какие-либо изменения в конфигурацию компьютера
• SoftMenu III Setup – выставление параметров процессора без использования джамперов
• PC Health Status – мониторинг температуры узлов компьютера

Хранение данных

Дисковод - носитель данных, которые записываются путем изменения намагниченности магнитного покрытия диска в направлении север-юг и юг-север, создавая логические состояния 1 или 0.

Для записи и чтения данных диск разбивается на специальные участки - дорожки и секторы, путем форматирования.

При логическом разбиении диски разделяются на системную область и область хранения данных.

В системной области размещаются:

• Загрузочная запись диска
• Таблицы размещения файлов
• Корневой каталог файлов

В области данных размещаются различные файлы.

Фрагментированный диск - диск, на котором значительное число файлов размещено по поверхности отдельными фрагментами.

Жесткий диск - устройство для хранения данных, на которое данные записываются и считываются специальными головками. При записи на головку подается положительный сигнал, а затем отрицательный. При чтении головка регистрирует моменты изменения полярности магнитных полей и выдает импульсы, соответствующие моменту изменения полярности, после чего импульсы декодируются в последовательность двоичных данных и при записи цифровые данные преобразуются в электрические сигналы.

Характеристики жестких дисков:

• Емкость
• Время безотказной работы
• Быстродействие

Кэш-память жесткого диска - физические ячейки памяти в контроллере диска. Диски делятся на дорожки и секторы. Каждая дорожка отмечена номером головки и порядковым номером на диске относительно внешнего края. Секторы нумеруются своим порядковым номером относительно начала дорожки и начинается с 1, а головки и цилиндры - с 0.

Чтобы операционная систем видела диск и загружалась с него, проводятся следующие операции:

• Форматирование диска на низком уровне или физическое форматирование
• Разбиение диска на разделы
• Форматирование диска на высоком уровне, форматирование разделов
• Копирование операционной системы на диск, делая дис загрузочным

Компакт-диск (CD-ROM) - оптический носитель данных в виде пластикового диска с отверстием в середине. Запись и чтение производится с помощью лазера.

Плюсы и минусы CD-ROM:

• компакт-диски надежней в транспортировке
• компакт-диск имеет большую емкость
• компакт-диск почти не изнашивается
• низкая скорость доступа к данным

Основные характеристики CD-ROM:

• Скорость передачи данных.
• Среднее время доступа.
• Объем буферной памяти.
• Коэффициент ошибок.
• Средняя наработка на отказ.
• Тип интерфейса.
• Перечень поддерживаемых форматов CD.
• Параметры трактов воспроизведения.
• Конструкция привода.
• Комплект поставки программного обеспечения

Мониторы

Монитор - устройство отображение данных в виде текста и графики.

Мониторы можно разделить на:

• Мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)
• Мониторы на основе жидких кристаллов (жидкокристаллические) или LCD-мониторы (Liquid Crystal Display).

Пиксели - дискретные точки люминофор, представляющие собой элемент изображения на экране монитора.

Мониторы на основе ЭЛТ разделяются на:

• Аналоговые - мониторы с аналоговым сигналом данных, с параметрами в виде функции времени и непрерывным множеством возможных значений
• Цифровые - мониторы с цифровым сигналом данных, в виде последовательных цифровых значений

Видеоадаптер - устройство, преобразующее данные, хранящиеся на компьютере, в графическое отображение на экране монитора.

Характиристики видеоадаптера:

• Максимальное разрешение и частоты разверток
• Максимальное количество оттенков цветов
• Скорость обработки и передачи видеоинформации, определяющие производительность видеосистемы и компьютера

Элементы видеокарты:

• Видеопамять для хранения цифрового изображения
• Набор микросхем для обработки цифрового изображения и преобразования его в видеосигнал
• Схемы интерфейса с шиной ввода-вывода
• ROM Video BIOS для управления видеосистемой
• Цифроаналоговый преобразователь, для преобразования цифровых данных из видеопамяти, в видеосигнал

Звуковая карта - аппаратное обеспечение компьютера для обработки звука. В звуковую карту входит:

• Запись и воспроизведение звука
• Синтезатор
• Интерфейсы
• Микшер
• Акустическая система

MIDI - цифровой интерфейс музыкальных инструментов

Клавиатура и мышь

Клавиатура - устройство ввода данных в компьютер. Скан-код является однобайтовым числом, идентификационным номером, которые присваиваются клавишам.

При нажатии на клавишу специальный сигнал регистрируется контроллером клавиатуры и передается в виде скан-кода в материнскую плату. Затем он поступает в контроллер интерфейса клавиатуры, где инициализируется аппаратное прерывание IRQ. Процессор выполняет процедуру анализирующую скан-код. Прерывание выполняется специальной программой в составе BIOS. Скан-код переводится в кодм символа и помещается в буфер клавиатуры.

Мышь - устройство ввода данных, управления курсором на экране монитора для подачи команд.

Сканер

Сканер - устройство для ввода данных и создания з них цифрового изображения.

Способ формирования изображения:

• Линейный (типовые).
• Матричный (игольчатые).
• Принтеры ударного типа.
• Принтеры безударного типа.
• Струйные принтеры.
• Графопостроители (фломастерные или каплеструйные).
• Лазерные принтеры (разновидность светодиодные принтеры).
• Термопринтеры.
• Твёрдочернильные принтеры.
• Сублимационные принтеры.
• 3D-принтеры.
• Фотонные принтеры.

Кинематический механизм:

• Ручной.
• Настольный.
• Комбинированный.

Тип сканируемого изображения:

• Черно-белый.
• Полутоновый.
• Цветной.

Прозрачность оригинала:

• Отражающий.
• Прозрачный.

Аппаратный интерфейс:

• Специализированный.
• Стандартный.

Программный интерфейс:

• Специализированный.
• TW AIN-совместимый.

Компьютерная сеть

Локальная сеть - объединение нескольких компьютеров с помощью аппаратного и программного обеспечения.

MAN (Metropolitan Area Network) - сеть объединенных компьютеров в пределах города.

WAN (Wide Area Network) – сеть соединяющая компьютеры несколько стран.

GAN (Global Area Network) – сеть, соединяющая компьютеры на разных континентах.

PC-PC (псевдосеть) – соединение двух компьютеров через последовательный интерфейс с помощью простого кабеля, называемого кабелем нуль-модема.

Одноранговая сеть – не имеет центрального компьютера и работает без резервирования файлов.

Сеть типа клиент-сервер – мощный компьютер, сервер или файловый сервер, соединенный с отдельными рабочими станциями

Топология звезда – сеть компьютеров объединённых в звезду.

Плюсы

• Повреждение кабеля для одного компьютера не сказываются на работе всей сети.
• Простое подключение, соединение компьютера только с сервером
• Безопасная защита от несанкционированного доступа
• Высокая скорость передачи данных от компьютера к серверу

Минусы

• Затрудненное подключение к удаленным компьютерам вне центральной сети
• Скорость передачи от компьютера к серверу - быстрая, а скорость передачи между отдельными компьютерами - не очень быстрая
• Можность сети зависит от возможностей сервера
• Невозможна работа между компьютерами без сервера

Кольцевая топология – все компьютеры и сервер соединены по кольцу, по которому посылаются данные и адрес получателя.

Плюсы

• Данные проходят по кругу между соединенными компьютерами
• Длина сети не имеет значения

Минусы

• Время передачи данных увеличивается в зависимости от количества подключенных к кольцу сети компьютеров
• Каждый компьютер отвечает за передачу данных. Выход из строя одного компьютера отразится на всей сети.
• Для подключения новых компьютеров сеть должна на время быть выключена

Топология шины – к сети подключены сервер и отдельные рабочие станции.

Плюсы

• Нет затрат на кабель для прокладки сети
• Компьютеры могут быть установлены в любое время без отключения всей сети
• Компьютеры могут обмениваться данными между собой без сервера

Минусы

• При обрыве кабеля из строя выходит весь участок сети от места обрыва
• Низкая безопасность

Кабель – один или нескольких изолированных друг от друга проводников, или оптических волокон, заключённых в оболочку.

В основном применяется 3 вида кабелей:

• Коаксиальный (двух типов):
• Тонкий коаксиальный кабель.
• Толстый коаксиальный кабель.

Витая пара

• Неэкранированная витая пара (UTP).
• Экранированная витая пара (STP).

Оптоволоконный кабель

• Многомодовый кабель.
• Одномодовый кабель.