Добавлен: 16.05.2023
Просмотров: 263
Скачиваний: 2
СОДЕРЖАНИЕ
Рис. 6. Внешний вид планки оперативной памяти
1.7. Блок питания
Блок питания компьютера является вторичным источником электропитания, предназначенным для снабжения электроэнергией постоянного тока компьютерных элементов, за счет преобразования сетевого напряжения.
С целью питания всех устройств системного блока, блоком питания вырабатываются стабилизированные напряжения. От него выходят многочисленные кабели, подключенные к дисковым накопителям, системной плате и другим подобным устройствам[16].
Помимо этого, в компьютере могут находиться третичные блоки питания, преобразующие уровни напряжения следующей ступени. Примером таких преобразователей может служить модуль питания центральных или графических процессоров, а также устройства, требующие изменения характеристик или повышения напряжения переменного тока с изменением фазы.
В определенной степени блоком питания также выполняются функции стабилизации питающего напряжения и защиты его от незначительных помех. Как компонент, который занимает значительную часть внутри компьютерного корпуса, блок питания несет в своем составе компоненты охлаждения[17] [4, 6].
Внешний вид блока питания представлен на рисунке 7.
Рис. 7. Внешний вид блока питания
2. Основные устройства компьютера
2.1. Монитор
Мониторы являются устройствами, служащими для обеспечения работы с компьютером пользователя в диалоговом режиме за счет вывода на экран символьной и графической информации, которая передается точками, получающимися разбиением экрана на строки и столбцы.
Количество точек, называемых пикселями, на экране представляет разрешающую способность монитора. В настоящее время компьютерные мониторы работают в режимах различных комбинаций 4х3 и 16х9 соотношений количества пикселей по вертикали и горизонтали[18].
Современные мониторы делятся по принципу действия на:
- плазменные мониторы;
- жидкокристаллические дисплеи;
- мониторы, базирующиеся на электронно-лучевой трубке.
Самыми распространенными сегодня являются жидкокристаллические дисплеи, но самым высоким качеством изображения обладают плазменные панели[19] [6, 13].
Внешний вид жидкокристаллического монитора представлен на рисунке 8.
Рис. 8. Внешний вид жидкокристаллического монитора
2.2. Мышь
Манипулятор мышь является устройством управления манипуляторного типа, выглядящим как небольшая коробочка с клавишами. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора[20].
Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками. По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические, оптические и лазерные[21] [2, 8].
2.3. Клавиатура
Клавиатура является устройством, предназначенным для ввода информации пользователем в компьютер. Стандартная клавиатура обладает набором, состоящим из более 100 клавиш, которые разделяются на группы: клавиши пишущей машинки, цифровые клавиши, клавиши редактирования, специальные клавиши, функциональные клавиши F1 – F12 и две группы клавиш управления курсором[22].
Размещение клавиш группы пишущей машинки соответственно располагается как на пишущей машинке. Латинские буквы на клавиатуре персонального компьютера обычно располагаются так же, как на английской пишущей машинке, а кириллические – как на русской пишущей машинке. Специальные клавиши Esc, Alt, Ctrl, Scroll Lock, Num Lock, Pause и Print Screen располагаются внутри блока клавиш пишущей машинки и в отдельном блоке. Они предназначены для ввода специальных команд или сочетаний клавиш. Клавиши редактирования Delete, Insert и BackSpace необходимы для удаления и изменения введенного текста. Обычно эти клавиши располагают со второй группой клавиш управления курсором: Page Down, Page Up, Home и End. Первая группа представляет собой стрелки для управления курсором и обычно располагается отдельно[23].
Клавиша NumLock расположена в группе цифровых клавишей и предназначена для переключения режима работы с ввода цифр на управление курсором и обратно. Функциональные клавиши F1 – F12 располагаются в верхней части клавиатуры и предназначаются для вызова наиболее используемых команд.
С целью ввода символов верхнего регистра и прописных букв используется клавиша Shift. Например, для ввода прописной буквы, необходимо держать нажатие клавиши Shift и нажать клавишу с необходимым символом[24].
Клавиша Caps Lock используется с целью фиксации режима верхнего регистра. Клавиша Space используется с целью ввода между символами пробела. Клавиша Enter обозначает окончание ввода какой-либо информации или команды, а в режиме редактирования текста переносит курсор на следующую строку.
Переключение языка раскладки клавиатуры можно осуществить с помощью переключателя клавиатуры, который расположен на панели задач, либо при помощи сочетаний клавиш Shift+ Alt или Shift+ Ctrl, в зависимости от выбора пользователя[25] [6, 10].
2.4. Центральный процессор
Центральный процессор является электронным блоком либо интегральной схемой, исполняющим инструкции машины, основная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера[26].
Изначально термином «центрального процессорного устройства» описывался специализированный класс логических машин, которые предназначены для исполнения сложных компьютерных программ. Ввиду очень полного совпадения этого назначения с функциями компьютерных процессоров, которые существовали в то время, он стал использоваться для названия самих компьютеров[27].
Главными характеристиками центрального процессорного устройства являются: производительность, тактовая частота, нормы используемого при производстве литографического процесса, энергопотребление и архитектура[28].
Ранние центральные процессоры имели назначение уникальных составных частей с целью использования в уникальных или даже единственных компьютерных системах. Позже производители компьютеров перешли от невыгодной разработки узкоспециализированных процессоров к изготовлению многоцелевых устройств. В эпоху бурного развития мейнфреймов, полупроводниковых элементов и миникомпьютеров зародилась тенденция к стандартизации комплектующих, а при появлении интегральных схем она получила еще большую популярность. Путем создания микросхем была еще больше увеличена сложность центральных процессоров с одновременным уменьшением их физических размеров. Миниатюризация и стандартизация процессорных устройств стали приводить к глубокому внедрению в повседневную жизнь человека различных цифровых устройств. Устройства, основанные на современных процессорах, могут быть не только такими высокотехнологичными устройствами, как компьютеры, но и мобильными телефонами, калькуляторами и автомобилями. Обычно в подобных устройствах на микроконтроллере помимо вычислительного устройства расположены дополнительные компоненты на кристалле. Вычислительные возможности современных микроконтроллеров сравнимы с показателями аналогичных процессоров десятилетней давности[29] [5, 10, 12].
Внешний вид центрального процессора представлен на рисунке 9.
Рис. 9. Внешний вид центрального процессора
2.5. Материнская плата
Материнская плата представляет собой базовое устройство компьютера для установки процессора, оперативной памяти и плат расширения. К ней подключаются устройства ввода/вывода, дисковые накопители и другие подобные компоненты. Системная плата обеспечивает их взаимодействие, используя специальный набор микросхем системной логики, или чипсет[30].
На системной плате также располагаются другие устройства, например, микросхема BIOS, батарейка для питания часов, память с автономным питанием и тактовый генератор[31] [3, 8].
Внешний вид материнской платы представлен на рисунке 10.
Рис. 10. Внешний вид материнской платы
2.6. Видеокарта
Видеокарта является устройством, преобразующим хранящийся как содержимое памяти компьютера графический образ в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, основанные на технологии ЭЛТ, работали также, как и телевизоры, по принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался генерируемый видеокартой видеосигнал[32].
Чаще всего видеокарта выглядит как печатная плата и вставляется в универсальный или специализированный разъём расширения. Наиболее популярными разъемами являются AGP и PCI-Express. Также широко распространены встроенные в системную плату видеокарты. Встроенные видеокарты могут иметь вид отдельного чипа или составляющей части северного моста чипсета или центрального процессорного устройства[33] [4, 11].
2.7. Жесткий диск
Жесткий диск является запоминающим устройством произвольного доступа, основанным на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров[34].
В отличие от дискеты, информация в накопителе на жестких магнитных дисках записывается на жесткие стеклянные или алюминиевые пластины, которые покрыты слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В накопителе на жестких магнитных дисках 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. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров, а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной парковочной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков[35].
Также, в отличие от гибкого диска, носитель информации обычно совмещают с накопителем, приводом и блоком электроники. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации[36] [8, 10, 12].
2.8. Оперативная память
Оперативная память является энергозависимой частью системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код, а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором[37].
Используется для работы операционной системы, программ и для временного хранения текущих данных. Она выполнена в виде модулей, установленных на системную плату, и может хранить информацию только при включенном питании[38] [1, 7].
Внешний вид оперативной памяти представлен на рисунке 11.
Рис. 11. Внешний вид планки оперативной памяти
По итогам данной главы можно отметить большое количество элементов в архитектуре компьютера, как основных, так и периферически подключаемых. В зависимости от назначения компьютера могут быть убраны или добавлены те или иные устройства, каждое из которых выполняет определенную функцию. Одну и ту же функцию, например вывод графических данных, могут выполнять различные устройства, такие как монитор, проектор, принтер и другие подобные.
Заключение
В данной работе рассмотрено устройство компьютера. Все составляющие компьютера были разделены на основные устройства и устройства ввода-вывода.
В качестве основных устройств были рассмотрены обязательные компоненты, прямо влияющие на работу компьютера и осуществляющие процессы хранения и переработки информации. Такими устройствами являются центральный процессор, материнская плата, корпус, видеокарта, жесткий диск, оперативная память и блок питания.
Центральный процессор является «мозгом» компьютера, производящим основные вычисления. Материнская плата является основной системного блока, к которой подключаются остальные устройства. Видеокарта обрабатывает графические вычисления компьютера. Жесткий диск является устройством постоянного хранения данных. Оперативная память сохраняет текущие вычисления процессора до выключения компьютера. Все устройства питаются от блока питания и располагаются в корпусе компьютера.