Файл: Перечень, назначение и устройство основных элементов персонального компьютера (ПК)..pdf

Оперативная память большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Жесткий диск

Накопитель на жестких магнитных дисках, иначе жесткий диск – это устройство хранения информации произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Это главный накопитель памяти в современном компьютере. На жестком диске хранятся все файлы и данные.

Информация в НЖМД записывается на алюминиевые или стеклянные жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома — магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении.

В отличие от ОЗУ данное устройство энергонезависимо.

Первый жесткий диск появился в 1956 году и имел вес чуть меньше тонны. Он представлял собой большой ящик с вращающимися тонкими дисками, покрытыми чистым железом.

Первый 5,25-дюймовый жесткий диск был представлен в 1980 году и имел объем 5 Мб. Спустя 3 года был выпущен в продажу 3,5-дюймовый диск с объемом памяти 10 Мб. В 1990 году максимальная емкость достигла 320Мб, в 2000 году – 1 Гб. Сегодня в продаже имеются жесткие диски объемом 8 Тб и более.

Основными характеристиками жесткого диска являются:

• Ёмкость – количество данных, которое может хранится на жестком диске. На данный момент ёмкость современных НЖМД составляет до 10 Терабайт.
• Размер – физический размер жесткого диска. Наиболее популярны размеры 3,5 и 2,5 дюйма.
• Потребление энергии.
• Сопротивляемость ударам и резким скачкам давления.
• Скорость передачи данных.
• Объем буфера (промежуточной памяти).

Видеоадаптер

Видеоадаптер, или видеокарта - устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Персональные компьютеры первых поколений не выделяли видеоадаптер в отдельный модуль. Данное аппаратное решение – один из критериев отнесения компьютера к современным поколениям. Видеокарта отвечает за обработку компьютерной графики — одного из наиболее сложных типов данных, требующих высокой производительности микросхем.

Первые видеоадаптер появился в 1981 году, но никакой графической информации кроме текста передать не мог. Этот адаптер поддерживал пять атрибутов текста: обычный, с повышенной яркостью, инверсия, с подчеркиванием, мигающий. Цвет текста определялся только возможностями монитора. Обычно это были белые буквы на черном фоне.

Спустя некоторое время появилась первая цветная видеокарта. Она поддерживала в текстовых режимах 256 атрибутов текста и 16 цветов символа и фона. В графическом режиме было доступно 4 палитры по 4 цвета каждая. Позднее появилась усовершенствованная версия этой карты с расширенной до 64 цветов палитрой.

В 1987 году было выпущено расширение VGA. Был добавлен графический режим 640*480. С 1991 года появилось новое расширение SVGA с добавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса. Количество отображаемых цветов увеличилось до 65 536 (16 бит) и 65 777 216 (24 бита). Появились дополнительные текстовые режимы.

Дальнейшее развитие видеоадаптером было связано с появлением пользовательского графического интерфейса операционных систем. Появились видеоадаптеры, которые производят выполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне, снимая при этом нагрузку с процессора по окончательному выводу изображения на экран.

Видеокарта обычно представлена в виде платы расширения, которая вставляется в разъем материнской платы (специальный или универсальный). Существуют также материнские платы со встроенными (интегрированными в системную плату) видеокартами.

Современные видеоадаптеры состоят из следующих элементов:

• Графический контроллер - занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики.
• Видеоконтроллер формирует изображения в видеопамяти.
• Видео-ПЗУ. В нем записаны экранные шрифты, таблицы и т.д.
• Видео-ОЗУ. В нем хранится изображение, выводимое на экран монитора.
• Цифро-аналоговый преобразователь. Преобразует изображение, которое формирует видеоконтроллер, в уровни интенсивности света.
• Коннектор. Разъемы DVI или HDMI.
• Система охлаждения. Защищает видеокарту от перегрева и сохраняет температурный режим.

Видеоадаптеры имеют свои важные характеристики:

• Ширина шины памяти – количество бит информации, передаваемой за такт.
• Объем видеопамяти – объем ОЗУ видеокарты (измеряется в Мб).

Звуковая карта

Звуковая карта – интегрированный в материнскую плату аппаратный кодек.

При создании первых компьютеров наличие звуковой карты не предусматривалось, т.к. ЭВМ не рассматривались как мультимедийные устройства. Единственным звуком, воспроизводимым компьютером, был звук встроенного динамика, который, как правило, сообщал об ошибке или неисправности.

В 1986 году появились первые звуковые платы, которые подсоединялись к компьютеру и воспроизводили монофонический звук. В 1988 году появились устройства на основе принципа частотной модуляции. Затем появились MIDI-совместимые звуковые карты с 200 различными звуками. В конце 1990-х годов появились карты для шины PCI (шина периферийных устройств). В 1998 году компания Creative установила новый стандарт для IBM-совместимых компьютеров, выпустив звуковую карту с поддержкой EAX – технологии для создания звуковых эффектов окружающей среды.

Сетевая плата

Сетевая плата, или сетевая карта – это дополнительное устройство, позволяющее ПК взаимодействовать с другими компьютерами в сети. В настоящие время всё чаще встречаются сетевые адаптеры, интегрированные в материнскую плату. Также встречаются внешние сетевые платы, которые подсоединяются к компьютеру через LPT- и USB-порты, и внутренние, которые вставляются в слоты материнской платы (ISA, PCI).

На стандартных сетевых платах могут быть использованы разъемы для витой пары, тонкого коаксиального кабеля, для толстого коаксиального кабеля, а также оптический разъем, причем пока работает один из разъемов, другие работать не могут.

Также на плате может присутствовать световой индикатор, сообщающий о наличии подключения к сети и передачи информации.

Первые сетевые адаптеры имели низкую производительность, т.к. передача информации между компьютером и сетью происходила последовательно из-за наличия буферной памяти только на один кадр. Затем для повышения производительности стали применять метод многокадровой буферизации. Выпускаемые сегодня сетевые адаптеры имеют скорость обмена до 1 Гбит/сек и огромное количество высокоуровневых функций.

Периферийные устройства

Все устройства, подключаемые к компьютеру, но не отвечающие за непосредственное функционирование компьютера, называются периферийными. Все периферийные устройства можно разделить на три группы:

• Устройства ввода информации – мышь, клавиатура, веб-камера, микрофон, тачпад, сканер и т.д.
• Устройства вывода информации – монитор, принтер, акустическая система.
• Устройства ввода/вывода, или устройства хранения – жесткий диск, флэш-накопитель.

Периферийные устройства не зависят от архитектуры компьютера, они необходимы только для расширения возможностей ПК. Это вспомогательные устройства, которые делают работу за компьютером более удобной и комфортной.

Рассмотрим подробнее некоторые из них:

Основная часть раскрывает общие положения выбранной темы. Обязательным являются не только подбор, структурирование, изложение и критический анализ материала по теме, но и выявление собственного мнения учащегося, сформированного в процессе работы над темой. Основная часть может быть разбита на разделы, параграфы.

Компьютерная мышь

Компьютерная мышь – периферийное устройство, назначение которого координировать положение графического указателя (курсора) в визуальном интерфейсе операционной системы, а также, обеспечить контроль над процессами за счет посыла специальных команд управления.
По типу, компьютерные мыши подразделяются на гироскопические и оптические. Большее распространение получили оптические мыши, которые также делятся на светодиодные и лазерные.

Гироскопическая мышь — оснащена специальным датчиком, он и определяет положение устройства в пространстве. Плюс, подобные манипуляторы не нуждаются в рабочей поверхности.

Принцип работы светодиодной оптической мыши заключаются в следующем. Светодиоды, подсвечивают поверхность, которую фотографирует и анализирует процессор обработки изображений. Анализ последовательных снимков, и позволяет определить направление перемещения указателя, а также его скорость.

Лазерная оптическая мышь, для подсветки поверхности, использует лазер, который позволяет принимающему фотоэлементу получать более качественные снимки, что повышает точность позиционирования курсора.

Минус мышек, оснащенных оптической системой, заключается в том, что они могут нестабильно работать на прозрачных, зеркальных и полированных поверхностях.

Клавиатура

Клавиатура — периферийное устройство для ввода алфавитно-цифровой информации, а также управления операционной системой путем применения специальных комбинаций «горячих» клавиш.  

Комфортная работа за компьютером напрямую зависит от удобной и практичной клавиатуры. Для выбора подходящего устройства ввода , нужно иметь представление об основных характеристиках клавиатуры, таких как: тип устройства, особенность конструкции, интерфейс подключения, число основных и вспомогательных клавиш.

Мембранная клавиатура

Принцип работы мембранной клавиатуры заключается в следующем: при нажатии клавиши происходит замыкание контактной группы — расположенной на пластиковой основе, а возврат кнопки, в исходное положение, осуществляется резиновым куполом. Клавиатуры мембранного типа широко распространены и имеют низкий уровень шума, и рассчитаны, в среднем, на 20 млн. нажатий.

Механическая клавиатура

Клавиши механической клавиатуры функционируют аналогично мембранной, за одним исключением – возврат в исходное положение осуществляется за счет пружин. Такие клавиатуры надежны и долговечны — рассчитаны на 50 — 100 млн. нажатий. Недостатком же является наличие шума, при активном использовании клавиатуры, и отсутствие герметичности.

Полумеханическая клавиатура

Клавиатуры полумеханического типа, как правило, оснащены контактными группами с увеличенным запасом прочности, однако возврат кнопок в исходное положение осуществляется по принципу мембранной клавиатуры, то есть за счет резинового купола. Поэтому у полумеханических клавиатур со временем возникает «эффект усталости», как и у мембранных.

Монитор

Монитор – внешнее устройство, предназначенное для вывода информации в визуальном, понятном для человека, представлении: текст, графика, видео и т.д. Устройство является одним из основных интерфейсов взаимодействия пользователя и ПК. Предлагаю ознакомиться, по ближе, с основными характеристиками монитора, которые просто необходимо знать каждому.