Файл: Устройство персонального компьютера.pdf

Введение

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер (англ. computer – вычислитель) – это аппаратурно-программный комплекс, необходимый для обработки данных. Обработка данных представляет собой осуществление неких действий в вычислении, помимо этого к ней относится ввод и вывод и сохранении данных.

Похожие устройства используются фактически во всех сферах человеческой жизни. Всегда применялись огромные непростые вычислительные машины, после них создали более совершенное устройство, которое получило название персональный компьютер.

Итак, персональный компьютер (или коротко ПК/PC) представляет собой широко используемую электро-вычислительную машину, имеющий некрупные габариты и небольшую стоимость по сравнению со своим предшественником.

С тех пор уже прошло более двадцати лет, и, конечно же, многое изменилось. Например, производительность (число операций, выполняемых в единицу времени) современных ПК по сравнению с первыми возросла в тысячи и более раз.

Сегодня компания IBM не является единственным производителем ПК. Впрочем, применяя определение ПК, обычно имеют в виду именно IBM-совместимый ПК.

Объект исследования – раскрыть описание основных компонентов компьютера, где и как они расположены и их назначение.

Предметом исследования в данной работе является общее представление об устройстве компьютера.

Цель данной курсовой работы - изучить основное назначение устройств компьютера.

Исходя из цели курсовой работы можно выделить несколько задач, которые формируют компьютер в целом:

- рассмотреть общую характеристику современных персональных компьютеров;

- изучить основные компоненты компьютера;

- изучить внутренние компоненты системного блока.

Методологическую основу данного исследования составили такие методы как анализ, синтез, сравнение, обобщение, выделение, интерпретация и другие методы научного познания.

Структура работы. Данная работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.

Глава 1. Основные компоненты компьютера

1.1. Монитор (дисплей)

Новейший компьютер с архитектурой IBM PC (кратко ПК) в общем виде в него входит системный блок и внешние устройства (монитор, клавиатура, манипулятор «мышь», колонки (акустика) и прочее). Итак, ПК в основном характеризуется содержанием в системном блоке главных элементов: процессор, оперативная память, набор микросхем системной логики, слоты расширения. [4, с.9]

Рисунок 1. Внешний вид современного персонального компьютера

Мониторы (дисплей) необходим для обработки графических данных буквенных и числовых значений (рисунок 2). Дисплей служит одним из главных частей ПК и его параметры в большей части показывает результат применения компьютера. Дисплей подсоединяется к компьютеру путем к видеокарте, а его стандартную производительность гарантирует комплекс программных драйверов, входящих в состав в дисплеем. [12, с.13]

Рисунок 2. Монитор (дисплей)

Современные компьютеры применяются в двух исполнениях: первый – электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), второй – жидкокристаллический вид.

Можем отметить, что жидкокристаллические дисплее используются везде.

ЭЛТ исполнения дисплея совпадает с принципом работы обычного телевизора.

Пучок электронов, исходящей электронной пушкой, преобразуется необычными электродами и выводится на экран, покрытый слоем специального вещества - люминофора. Изображение на экране состоит из множества отдельных точек, называемых пикселями. Под эффектом развертки электронный луч перемещается по экрану строка за строкой и создает картинку. От числа пикселей зависит характеристика четкого изображения на экране дисплея, которая служит одной из главных параметров дисплея.

Еще одной главной особенностью видеомонитора служит размер экрана. Как правило, по нормам задается размер его диагонали в дюймах. Самым применяемым служит размер экрана 17 дюймов. Впрочем, для профессионального применения графических пакетов и настольных издательских систем могут применяться дисплеи большей диагонали. [12, с.14]

1.2. Системный блок

Системный блок – это металлический корпус ПК, который обеспечивает питание, охлаждение, а также защиту от механических повреждений основных компонентов компьютера (материнская плата, процессор (CPU), жесткий диск и т. д.). На рисунке 3 представлен внешний вид системного блока. [11, с.28]

Рисунок 3. Внешний вид системного блока

Далее рассмотрим, что входит в блоки разнообразного типа. Главными компонентами являются блоки питания, кулеры, материнские платы и жесткие диски, охлаждающие элементы (вентиляторы) (рисунок 4).

Рисунок 4. Устройство системного блока

Для жестких дисков применяются специализированные конструкции, обычно называют слотами, в которые они крепятся и завинчиваются винтами. Главным компонентом системного блока служит системная плата, к которой крепятся все остальные части (жесткие диски и дисководы с дисками также). На материнской плате располагаются процессоры, пластинки оперативной памяти, графические и звуковые карты, а также сетевые. Незабываем про слоты для присоединения клавиатуры и манипулятора (мыши), фшешек, модемов, принтеров, сканеров, флешек в wi-fi через специальные порты, специализированных средств телеметрии и любого другого оборудования, выпускаемого для современных компьютерных систем.

Он бывает вертикального и горизонтального исполнения.

Подавляющее большинство стационарных компьютеров продаются в комплекте с системным блоком. Но существуют, так называемые, моноблоки, которые не имеют системного блока. В них основные компоненты встроены в мониторе (рисунок 5).

Рисунок 5. Моноблок

1.3. Клавиатура и мышь

Клавиатура – это важнейшее устройство диалогового взаимодействия пользователя с ПЭВМ, с помощью которого осуществляется ручной посимвольный ввод данных, программ, команд и других управляющих воздействий. [7, с.101]

Для подключения клавиатуры к разъему клавиатуры: на системной плате используется отдельный последовательный порте интерфейсом РS/2, в котором предусмотрено питание (5 В, 1 А); 6-контактный разъем маркирован сиреневым цветом, В последнее время наметилась тенденция смены РS/2 на интерфейс USB и беспроводные интерфейсы. [9, с.67]

Клавиши можно подразделить на следующие группы:

• буквенно-цифровые клавиши, предназначенные для ввода двуязычного текста и чисел;
• цифровые клавиши для ввода чисел и арифметических действий;
• клавиши управления;
• функциональные клавиши,

Каждой клавише соответствует один или несколько символов.
Для увеличения количества операций, выполняемых с клавиатуры,
используют сочетание нескольких клавиш. [7, с.101]

Для кодирования одного символа требуется 8 бит (1 байт) информации. Количество комбинаций им восьми двоичных символов равно 2⁸ = 256. Этого количества достаточно, чтобы закодировать буквы русского и латинского алфавитов (прописные и строчные), а кроме того: 10 цифр, около 10 знаков препинания, примерно 10 разделительных знаков, знаки математических действий и некоторые специальные символы.

В ПЭВМ обычно применяется манипулятор «мышь» – координатное устройство набора информации, эффективно заменяющее клавиатуру при работе с курсором в графических интерфейсах. [6, с. 104]

Для подключения мыши к разъему на системной плате используется отдельный последовательный порт с интерфейсом PS/2; 6-контактный разъем маркировки бирюзовым цветом. В последнее время часто применяется интерфейс USB и беспроводные интерфейсы.

Принцип действия мыши основан на фиксации и передаче в компьютер изменения ее местоположения при перемещении по плоской поверхности. Для определения положения мыши используется механический и оптический способы построения датчиков движения. [6, с. 104]

Единственным параметром мыши служит разрешающая способность означающая, на какое количество точек переместится указатель мыши на экране дисплея при ее перемещении по поверхности стола на 1 дюйм.

Обычно разрешающая способность мыши составляет 600 dpi (точек на дюйм).

Глава 2. Внутренние компоненты системного блока

2.1. Устройства памяти

Вся память ПЭВМ находится в общем адресном пространстве процессора и создает общую виртуальную память, что гарантирует вероятность передачи данных между сохраняющими устройствами данных, которые относятся к разнообразным стадиям иерархии памяти. [7, с.47]

Запоминающие устройства можно подразделить по месту подключения и устройстве в ПЭВМ на внутреннюю, внешнюю и периферийную намять.

Внутренняя память. К внутренней памяти можно отнести ПЗУ, РПЗУ, ОЗУ, кэш, СМОS. Кэш-память имеет регистровую структуру, базовой частью ОЗУ, СМОS, РПЗУ, ПЗУ служит матрица (ячейки памяти создают двумерный массив).

Самая большая вместимость памяти характеризуется значением 2ⁿ, где n — число линии в шине адреса. Каждому адресу относится число бит данных, равное количеству линий ввода-вывода, применяемых в ЗУ, По типу организации перенаправляются сигналы, гарантирующие запись/считывание данных, и сигналы тактовой синхронизации.

Постоянное запоминающее устройство включает данные, которая не изменяется в процессе использования ПЭВМ. Данные отправляются в ПЗУ в процессе производства микросхемы или перед устройством в ПК при помощи специализированного устройства — программатора. ПЗУ работает непосредственно в порядке чтения данных и гарантирует ее сохранность при отключении питания. [7, с.47]

Репрограммируемое постоянное запоминающее устройство (РПЗУ) гарантирует энергосамостоятельное сохранение данных и ее многочисленную перезапись.

В нынешних ПЭВМ для гарантированной регулировки BIOS отправляется в РПЗУ.

Оперативное запоминающее устройство служит системной (главной или основной) памятью ПЭВМ, ОЗУ применяется для предварительного сохранения команд и информации, нужных процессору для исполнения современной программы. Информация и ОЗУ отправляется из внешней памяти и не сохраняется при отключении питания ПЗВМ. Оперативная память ПЭВМ формируется на базе DRAM, динамических ЗУ. [7, с.48]

Работа ОЗУ зависит от времени пути, тактовой
частоты и разрядности шины информации процессора и системной магистрали. В эталоне тактовые частоты ОЗУ и шин не должны иметь отличительные признаки.

Единой характеристикой выработки ОЗУ служит пропускная способность (единица измерения – Мбайт/с).

Для настольных ПЭВМ применяют модули оперативной памяти, созданные на базе прямоугольных печатных карт с односторонним или двусторонним размещением микросхем. [2, с.359]

Кэш-память формируется на статических ЗУ и признается высокой производительностью.

CMOS – специальная энергозависимая память, которая встраивается в схему часов реального времени, базируется на статических ЗУ. СМОS включает в себя вспомогательные настройки, устанавливаемые оппонентом (например, код пользователя, характеристики жестких и гибких дисков). Часы реального времени и память СМОS имеют очень мало потребляют электроэнергии и сохраняют производительность только при существовании самостоятельного блока питания. Регулировка СМОS осуществляется через меню программы BIOS. [7, с.48]

Внешняя память. Устройства внешней и периферийной памяти имеют отличия по типу носителя, виду конструкции, принципу записи и чтение данных, способу входа и т.д. [7, с.49]

В качестве внешних постоянных накопителей применяются электромеханические магнитные и оптические дисковые накопители: на гибких магнитных дисках (НГМД), на жестких магнитных дисках (НЖМД), на оптических дисках (CD – компакт-диск; DVD – цифровой универсальный диск), под водящихся к материнской карте при помощи замонтрированных интерфейсов. [1, с.361]

Дисковые накопители обладают диаметром (форм-фактором), информационной вместимостью, временем входа к данным на накопителе и скоростью чтения.

В магнитных дисках применяются магнитные расходники, которые обеспечивают закреплять и отличать два курса намагниченности и назначать им в соответствие 0 или 1.