Файл: Устройство персонального компьютера (Понятие компьютера).pdf

Оперативная память служит для хранения информации, с которой в данный момент работает компьютер. После выключения компьютера эта информация теряется. Так как оперативной памяти требуется много, то отдельные микросхемы монтируются на специальных платах, которые называют модулями памяти. Эти модули вставляются в соответствующие слоты. В современных компьютерах объем оперативной памяти измеряется гигабайтами (обычно в домашних и офисных компьютерах установлено 2, 4 или 8 Гбайт).

Жёсткий диск реализует принципы вторичной памяти: обладает энергонезависимостью, малой скоростью чтения и записи, большим объёмом. Современные диски имеют объёмы от сотен Гб до нескольких Тб. Современный магнитный диск состоит из одной или нескольких алюминиевых или стеклянных пластин на одной оси, с нанесённым на них ферромагнитным слоем. Головка диска перемещается над его поверхностью, опираясь на воздушную подушку. Когда головка находится над намагниченной частью диска, в ней появляется положительный или отрицательный ток, что позволяет считать записанные на этом месте данные [18., С.101]. В последнее время (особенно в мобильных компьютерах) вместо накопителей на жестких магнитных дисках используют накопители SSD (Solid-State Disk), выполненные на флэш-микросхемах, которые не имеют движущихся частей, а потому не страдают от механических ударов и вибрации.

Кроме того, в системном блоке обычно установлены устройства для чтения и записи других носителей информации. От гибких магнитных дисков (дискет) сейчас практически отказались из-за их малого объема и ненадежности, а оптические диски (Blue-Ray, DVD, а иногда и CD) применяются достаточно широко.

Также в системном блоке помещаются системы охлаждения. В дорогих корпусах может быть водное охлаждение, как правило же ограничиваются кулерами (вентиляторами). Отдельные кулеры охлаждают процессор, видеокарту, блок питания…

3.2 Периферийное оборудование

Периферийные устройства служат для обеспечения взаимодействия компьютера с окружающей средой: пользователями, другими компьютерами или объектами управления.

Все многообразие периферийных устройств можно разделить на классы по назначению:

• устройства ввода-вывода (клавиатура, мышь и другие манипуляторы, сканеры, экраны, микрофоны и наушники и т.д.);
• средства телекоммуникации (модемы, сетевые адаптеры и т.д.);
• средства связи с объектами управления.

Минимальный набор периферийных устройств, ставший стандартным для настольных компьютеров, это монитор, клавиатура и мышь.

Мониторы предназначены для визуального отображения информации. Монитор — это важнейший компонент пользовательского интерфейса. Мониторы различаются по технологии формирования изображения. Мониторы на электронно-лучевых трубках в последнее время практически не применяются. LCD (Liquid crystal display) мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Один из основных параметров монитора – размер экрана по диагонали. Другая характеристика – разрешение. Разрешение — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения). Мониторы поддерживают разные варианты разрешения (можно настроить), но максимальное разрешение является величиной постоянной. Так, новинкой на рынке являются мониторы с ультравысоким разрешением, называемые 4К или Ultra HD с разрешением 3840х2160 [5., С.38]. Мониторы имеют и другие важные характеристики, кроме размера и разрешения: тип развертки; частота регенерации; полоса пропускания; плоскостность; покрытие.

Клавиатура служит для ввода текстовой информации и некоторых управляющих комбинаций, а мышь – для управления курсором. В ноутбуках и нетбуках вместо мыши нередко используется тач-пад или тач-панель, а в планшетах и смартфонах – сенсорный экран.

Графические планшеты используются для создания художественных и технических рисунков. Существуют два типа планшетов; в первом рисование происходит пером, во втором — координатной шайбой (похожей на бесшариковую мышь) [6., С.59].

Широко распространены принтеры и сканеры, в последнее время все чаще (если не брать профессиональное оборудование) объединяемые в МФУ – многофункциональные устройства (принтер-сканер-копир).

Компьютерный принтер (англ. printer - печатник) - устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.

Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные и сублимационные, а по цвету печати - чёрно-белые (монохромные) и цветные.

Матричные принтеры, несмотря на то, что многие считают их устаревшими, все ещё активно используются для печати (в основном с использованием непрерывной подачи бумаги, в рулонах) в лабораториях, банках, бухгалтериях, в библиотеках для печати на карточках, для печати на многослойных бланках (например, на авиабилетах), а также в тех случаях, когда необходимо получить второй экземпляр документа через копирку (обе копии подписываются через копирку одной подписью для предотвращения внесения несанкционированных изменений в финансовый документ).

Наибольшее распространение на настоящий момент получили лазерные принтеры, принцип работы которых состоит в следующем. Источник света светит на предварительно заряженную поверхность светочувствительного вала. В тех местах, на которые попал свет, меняется полярность заряда, и к этим местам затем притягивается тонер. За счёт электростатики тонер переносится на бумагу, которая после этого помещается в печку.

В струйных принтерах изображение получается при нанесении на бумагу чернил, выдуваемых из специальных сопел.

Сублимационная технология печати принципиально отличается от струйной: здесь в качестве расходных материалов используются не чернила, а картриджи с пленкой, которая похожа на листы цветного целлофана разного цвета, склеенные между собой по краям. В этой пленке заключены слои твердого красителя трех основных цветов, применяемых в печати (голубой, желтый, пурпурный). При нагреве краситель испаряется с пленки, мгновенно переходя из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое – такой переход и называется сублимацией.

Если принтер преобразует цифровой документ в бумажный, то сканер – наоборот. Луч света падает на оригинал, отражается от него и через систему зеркал попадает на светочувствительные диоды, где преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь, где конвертируется в сигнал, представляющий собой пиксели оригинала (черные, белые, оттенки серого или цветные). Эта цифровая информация передается в компьютер для дальнейшей обработки [15.].

Демонстрационная техника предназначена для проецирования видеоизображения на экран. В отличие от монитора компьютера или обычного телевизора эти устройства могут обеспечивать проекцию изображения с различного вида оригиналов на достаточно большую площадь.

Мультимедийным видеопроектором называют устройство, проецирующее на экран картинку с компьютера, DVD-плеера, видеокамеры или другого источника сигнала изображения. Впрочем, это определение успело устареть: появились модели, которые отображают видео, презентации и другие данные с носителей самостоятельно, без подключения внешних источников [2.]. Некоторые проекторы не только показывают картинку, но и воспроизводят звук. Популярность проекторов в последнее время заметно выросла главным образом благодаря снижению цен и «миниатюризации» этих устройств, а также улучшенной поддержке различных видеоинтерфейсов, особенно цифровых. В настоящее время на рынке представлено множество моделей, различающихся по технологии модуляции светового потока, типу источника света, набору интерфейсов и размерам. Традиционно проекторы делятся на категории в зависимости от технологии проецирования, типа источника света и зачастую от размеров.

Для работы со звуком используют колонки, наушники (вывод) и микрофоны (ввод).

Также часто используются веб-камеры (особенно они актуальны для общения через программы типа Skype). Можно подключать к компьютеру и цифровые фотоаппараты и видеокамеры.

Средства телекоммуникации используются для подключения как к локальным, так и глобальным сетям. В современных материнских платах сетевые карты, как правило, являются встроенными. Среди внешнего оборудования можно отметить модемы (если dial-up соединения ушли в прошлое, то ADSL-модемы, а так же USB-модемы для подключения к интернету через сети операторов сотовой связи вполне актуальны).

Устройства связи с объектом управления предназначены для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и т.п.).

Итак, в физическом устройстве персонального компьютера выделяют две части: системную и периферийную. Основу системной части образует материнская плата, на которой размещаются такие элементы компьютера, как процессор, микросхемы памяти, различные платы (видеокарта, звуковая карта, сетевая карта), чипсет – набор микросхем, организующих работу периферийных устройств. Периферийные устройства служат для обеспечения взаимодействия компьютера с окружающей средой: пользователями, другими компьютерами или объектами управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, хотя компьютеры повсеместно распространены и привычны, даже отдельный компьютер (а тем более их сеть) представляет собой сложную многокомпонентную систему. Принципиальным отличием компьютера от прочих бытовых приборов является его функциональность – он объединяет в себе (при этом значительно расширяя) возможности хранилища информации, калькулятора, пишущей машинки, домашнего кинотеатра, музыкального центра, фотостудии, музыкальных инструментов… Кроме того, благодаря компьютеру перед людьми открываются абсолютно новые возможности обмена информацией.

В современном русском языке используются два синонимичных обозначения – компьютер (от англ. computer – вычислитель) и ЭВМ (электронно-вычислительная машина).

Компьютер – это устройство или система, способное выполнять заданную, чётко определённую изменяемую последовательность операций.

Принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом и лежащие в основе большинства современных компьютеров (имеющих так называемую «традиционную» архитектуру), можно представить следующим образом:

• принцип программного управления;
• принцип условного перехода;
• принцип хранимой программы;
• принцип использования двоичной системы счисления;
• принцип иерархичности запоминающих устройств.

Архитектурой вычислительной машины как правило называют логическое построение компьютера, т.е. то, как машина представляется программисту (без анализа деталей технической реализации). Не попадают в рассмотрение вопросы физического построения вычислительной машины: состав устройств, емкость памяти, число регистров процессора, тактовая частота центрального процессора, наличие специального блока для обработки вещественных чисел и т.д. Эти вопросы принято определять понятием «структурная организация» или просто «организация». Термин «устройство» в «широком» толковании объединяет как архитектуру в узком смысле, так и организацию компьютера.

Компьютеры различаются областями применения, вычислительными возможностями и техническими характеристиками. Выделяют суперЭВМ, большие ЭВМ, средние ЭВМ, персональные и профессиональные компьютеры, портативные компьютеры и встраиваемые микропроцессоры. Несмотря на различия, во всех этих компьютерах можно выделить общие структурные элементы.

С точки зрения логики организации компьютер состоит из арифметико-логического устройства, устройства управления, памяти и устройств ввода-вывода.

В физической структуре компьютера можно выделить центральную часть (в большинстве случаев заключенную в системный блок) и периферическую. При анализе центральной части идет выделение отдельных плат (материнская, звуковая, видео, платы памяти) и других частей (процессор, шина, винчестер…). Также в системном блоке помещаются вспомогательные устройства – блок питания, системы охлаждения. Заключаются все перечисленные устройства в корпус. Кроме того, в корпус устанавливаются и некоторые по сути периферийные устройства, в частности, дисководы (для CD, DVD, BluRay дисков).

При изучении периферии речь идет о дополнительных устройствах, как стандартных, без которых мы не можем представить персональный компьютер (клавиатура, мышь, монитор), так и менее обязательных (принтер, сканер, графический планшет, колонки). К периферийным устройствам относятся и устройства телекоммуникации, в частности, модемы (ADSL, 4G и другие). В целом периферийные устройства служат для обеспечения взаимодействия компьютера с окружающей средой: пользователями, другими компьютерами или объектами управления.