Файл: Устройство персонального компьютера (Состав персонального компьютера, его компоненты).pdf

Как я уже ранее выяснил, персональный компьютер состоит из множества различных компонентов (процессор, оперативная память, жесткий диск и т.д.) и, когда далее речь пойдет о внешних компонентах, важно будет знать, что же обеспечивает взаимодействие центрального процессора с внешними компонентами и как они связаны между собой.

Шина представляет собой путь, по которому информация передается от одного компонента к другому. И сейчас я попытаюсь рассмотреть основные шины компьютера, их типы, а также предназначение для каждого типа устройств и внешних компонентов[4].

Обычно к одной шине подключаются несколько устройств и для каждой шины есть свой набор слотов для подключения проводов или карт.

По факту, шина — это набор электрических кабелей, собранных в пучок, среди которых питающие провода, а также сигнальные для передачи данных. Бывает, что шины выполнены не в виде внешних кабелей, а интегрированы в электрическую схему материнской платы.

По типу передачи данных шины подразделяются на последовательные и параллельные. Последовательные передают данные по одному проводнику, один бит за один раз, а у параллельных передача данных разделена между несколькими проводниками, что даёт возможность передавать более объемные данные.

Шины ПК можно классифицировать по их предназначению и на несколько типов:

Шины данных — все шины, используемые для передачи данных между процессором ПК и периферийными устройствами. Для передачи могут быть выбраны как последовательный, так и параллельный метод, давшие возможность передавать от одного до восьми бит за один раз. По величине данных, которые передаются за один раз такие шины подразделяются на 8, 16, 32 и даже 64-битные;
Адресные шины — взаимодействуют с определенными участками процессора и дают возможность записывать и прочитывать данные из оперативной памяти;
Питающие шины — предназначены для обеспечения электричеством подключаемых к ним устройств;
Шина таймера — служит для передачи системного тактового сигнала и синхронизации периферийных устройств, подключенных к ПК;
Шина расширений — дает возможность подключить дополнительные компоненты, вроде звуковой или телевизионной карты.

Еще шины можно попробовать разделить на два типа - системные или внутренние шины ПК, с их помощью процессор взаимодействует с основными компонентами на материнской плате, такими как оперативная память. Внутренние шины представляют собой шины ввода/вывода, предназначенные для подключения различных периферийных устройств. Они соединяются с системной шиной через мост, который представлен в виде микросхем процессора.

Также к шине ввода/вывода подключается шина расширений. Именно к этим шинам подключаются такие компоненты компьютера, как сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск и другие.

Самые распространённые типы шин в ПК:

ISA — Industry Standard Architecture;
EISA — Extended Industry Standard Architecture;
MCA — Micro Channel Architecture;
VESA — Video Electronics Standards Association;
PCI — Peripheral Component Interconnect;
PCI-E — Peripheral Component Interconnect Express;
PCMCIA — Personal Computer Memory Card Industry Association (также известна как PC bus);
AGP — Accelerated Graphics Port;
SCSI — Small Computer Systems Interface.

Рис. 10. Шины компьютера.

1.2. Внешние компоненты ПК

Внешние компоненты ПК – компоненты, которые располагаются снаружи корпуса ПК и подключаются к нему через различные интерфейсы.

Основные внешние компоненты:

Мышь.
Клавиатура.
Монитор.
Принтер.

1.2.1. Мышь

Первые десять лет после появления в широкой продаже персонального компьютера манипулятор типа «мышь» считался вспомогательным устройством. Только с появлением и широким распространением графического интерфейса операционных систем наличие мыши стало просто необходимо для полноценной работы, и ее перевели в разряд основных устройств ПК.

Принцип работы мыши заключается в том, что вы перемещаете ее рукой по столу или другой поверхности, а она отслеживает эти перемещения и передает данные в компьютер специальной работающей программе. Эта программа (драйвер мыши) перемещает по экрану монитора специальный указатель (курсор) мыши.

Рис. 11. Компьютерная мышь

1.2.2 Клавиатура

Клавиатура является устройством управления компьютером, предназначенным для ввода данных и команд. Клавиатура имеет 5 групп полей, которые показаны ниже на рисунке.

Рис. 12. Клавиатура и группы полей.

В современном производстве существуют два типа клавиатур: с механическими и с мембранными переключателями[2]. В механике датчик представляет собой стандартный механизм с контактами из проводимого сплава. У мембранной клавиатуры переключатель имеет две мембраны: верхняя - активная, нижняя - пассивная, они разделены третей мембраной- прокладкой.

В каждой клавиатуре, помимо датчиков кнопок, располагаются электронные схемы дешифровки и микроконтроллер. Обмен информацией между клавиатурой и материнской платой работает по специальному последовательному интерфейсу 11-битными блоками. Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей кнопок. Стандартная клавиатура имеет 105 клавиш: алфавитно – цифровые клавиши, специальные функциональные клавиши, цифровую клавиатуру для интенсивного ввода цифровых данных. Для обеспечения длительной работы клавиатура может быть оснащена подставкой для кистей рук или подсветкой для работы при слабом освещении.

1.2.3. Монитор

Монитор предназначен для отображения информации в ходе обработки данных. С его помощью программы запрашивают у вас условия выполнения задач и сообщают результаты своей работы. Современные мониторы позволяют программам отображать для вас красочные изображения с весьма высоким качеством. Требования по безопасности, предъявляемые к мониторам, гораздо более строгие, чем требования к телевизорам.

Важными характеристиками монитора являются его разрешение, размер экрана и палитра.

Разрешением монитора называют способность выводить определенное количество точек по вертикали и горизонтали экрана. Чем больше точек можно вывести, тем изображение будет ближе к естественному. Обычно разрешение монитора обозначают так: количество точек по горизонтали их количество точек по вертикали.

Размер экрана, измеряемый в дюймах по его диагонали, может быть, например, 15",17", 19", 22", 24" и т. д. Увеличение размера экрана позволяет при том же размере точки вывести на экран изображение большего размера.

Палитра – это количество оттенков цветов, воспроизводимых монитором. Оно прямо пропорционально объему видеопамяти и обратно пропорционально выбранному разрешению. Палитра обычно содержит 64 000 или 16 млн оттенков.

Мониторы бывают двух типов: ЭЛТ-мониторы (на базе электронно-лучевой трубки) и жидкокристаллические (ЖК) мониторы. Мониторы на жидких кристаллах (LCD-мониторы, Liquid Crystal Display) фактически отвоевали рынок домашних и офисных компьютеров. И это вполне объяснимо: такие мониторы занимают меньше места, чем их собратья на электронно-лучевых трубках, не испускают рентгеновское излучение (в них стоят обычные лампы дневного света), и их экран абсолютно плоский. Появились также ЖК-мониторы с подсветкой не на лампах дневного света, а со светодиодной подсветкой. Картинка на таких мониторах отличается в лучшую сторону.

В профессиональных ПЭВМ широко применяются цветные мониторы с очень высоким разрешением (Full HD 1920х1080 и 4k 3840×2160 точек). Пользователи ПЭВМ проводят в непосредственной близости от работающих дисплеев многие часы подряд. В связи с этим фирмы - производители дисплеев усилили внимание к оснащению экранов дисплеев специальными средствами защиты от всех видов воздействий, которые негативно влияют на здоровье пользователя.

Рис. 13. ЭЛТ Монитор

Рис .14. Жидкокристаллический монитор

1.2.4. Сетевой адаптер

Ни для кого не секрет, что современный человек, имея персональный компьютер, врядли обошёлся бы без доступа к глобальной сети интернет. Для этого и существует сетевой адаптер, или как его еще называеют – сетевая карта.

Сетевой адаптер - NIC (Network Interface Card) представляет собой устройство, которое обеспечивает работу сети на физических и канальных уровнях. Он относится к периферийным устройствам персонального компьютера и взаимодействует с областью передачи данных, которая даёт возможность либо напрямую, либо с помощью иного телекоммуникационного оборудования создавать сеть с другими ПК.

Сетевой адаптер выполняет работу по обмену данными в виде соответствующих электромагнитных сигналов по внешним каналам связи. Подобно другим модулям персонального компьютера, он управляется из-под операционной системы соответствующим драйвером. «Живёт» сетевой адаптер в материнской плате ПК в специальном разъёме. Он устанавливается в каждый компьютер, где предполагается использовать сеть. Сетевой адаптер преобразует параллельный код, используемый внутри компьютера и представленный маломощным сигналом, в последующий поток сигналов для передачи данных по наружной сети. Сетевой адаптер должен быть совместим с кабельной составляющей сети, информационной шиной компьютера и операционной системой.

Рис. 15. Сетевой адаптер

1.2.5. Принтер

Самое распространенное периферийное устройство — принтер. Принтеры, или печатающие устройства, предназначены для вывода на бумагу текстовой информации, рисунков и графиков[9]. Сейчас в эксплуатации вы можете встретить следующие типы принтеров:

• матричные принтеры, печать на которых осуществляется выбиванием краски из ленты с помощью игл, заключенных в специальный блок – матрицу (таких принтеров становится все меньше);

• струйные принтеры, печать на которых осуществляется разбрызгиванием капель жидкой краски. При цветной печати капли разного цвета смешиваются;

• лазерные принтеры: здесь луч лазера применяется для подготовки поверхности, переносящей на бумагу красящий порошок; затем бумага нагревается, и порошок впекается в нее;

• сублимационные принтеры: относительно недавно разработанная технология, когда термическим способом краска переносится со специальной пленки на бумагу. Преимущество сублимационной печати – полученное изображение достаточно высокого качества и не боится воды.

• самые современные 3d принтеры, в основу которых заложен принцип постепенного (послойного) создания твердой модели, которая как бы «выращивается» из определённого материала, о котором будет сказано немного позже. Преимущества 3D печати перед привычными, ручными способами построения моделей — высокая скорость, простота и относительно небольшая стоимость.

Рис. 16. Матричный принтер

Рис. 17. Струйный принтер.

Рис. 18. Лазерный принтер

Рис. 19. Сублимационный принтер

Рис. 20. 3D принтер.

И в заключении о принтерах можно сказать - лазерные принтеры дороги, но имеют высокое качество печати и работают быстро; струйные медленнее, но более дешевы; матричные – самые дешевые, медленные и очень шумные; сублимационные принтеры печатают на маленьких форматах бумаги и используются для вывода фотографий. 3D принтеры очень дорогие и используются, в основном, в промышленных целях.