Файл: Устройство персонального компьютера: системный блок и периферия.pdf

Классификация по назначению – наиболее ранний метод. Он связан с тем, как компьютер применяется. Различают большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры.

Класс больших ЭВМ представлен суперкомпьютерами – это самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей. Они отличаются высокой стоимостью оборудования и обслуживания, поэтому их работа организована по непрерывному циклу. На базе таких суперкомпьютеров создают вычислительные центры. Мини-ЭВМ отличаются меньшими размерами, производительностью и стоимостью. Они используются крупными предприятиями, научными учреждениями и т.д.

Мини-ЭВМ применяют для управления производственными процессами, например, управление автоматизированными производственными линиями и промышленными роботами, сбор информации с инструментальных постов технического контроля и сигнализация о замене изношенных элементов и др. Для организации работы с миниЭВМ тоже требуется вычислительный центр, хоть и менее многочисленный. Микро-ЭВМ доступны многим организациям, и несмотря на меньшую производительность по сравнению с большими ЭВМ, используются и в вычислительных центрах, выполняя вспомогательные операции, например, предварительная подготовка данных. Для обслуживания такого компьютера достаточно небольшой вычислительной лаборатории.

Персональные компьютеры предназначены для обслуживания одного рабочего места, имеют небольшие размеры и невысокую стоимость. Они используются для автоматизации учебного процесса, дистанционного обучения, поиска в сети научной, профессиональной и учебной информации, для организации надомной трудовой деятельности и досуга.

Существуют различные классификации: по специализации, по совместимости, по типоразмерам. Остановимся на последней. Различают модели настольные и переносные. Настольные распространены особенно широко. Они отличаются простотой изменения конфигурации за счёт несложного подключения дополнительных компонентов. Переносные модели удобны для транспортировки, позволяют работать при отсутствии рабочего места. Их можно использовать в качестве средства связи. Переносной компьютер можно подключить к телефонной или беспроводной компьютерной сети и выйти в Интернет.

Устройство персонального компьютера: системный блок и периферия

Компьютер представляет собой совокупность аппаратного и программного обеспечения.

Аппаратное обеспечение – это все внутренние и внешние устройства компьютера (интегральные микросхемы, дисководы, монитор, мышь и др.).

Программное обеспечение – совокупность программ, необходимых для управления работой компьютера и выполнения с его помощью конкретных задач.

Конструктивно ПК состоит из основных блоков и дополнительных устройств (периферии). Основные блоки - устройства, которые присутствуют во всех без исключения компьютерах: 1. системный блок; 2. монитор (дисплей); 3. клавиатура; 4. мышь.

Дополнительные устройства (периферия), наличие которых расширяет возможности компьютера, но не является обязательными для его работы, такие как принтер, модем, сканер, колонки, джойстик и т.д. Центральной частью компьютера является системный блок с присоединенными к нему клавиатурой, монитором и мышью. Системный блок и монитор независимо друг от друга подключаются к источнику питания – сети переменного тока.

В современных компьютерах дисплей и системный блок иногда монтируются в едином корпусе

• Внутренние устройства размещены в системном блоке: источник питания, материнская (системная) плата с процессором и оперативной памятью, платы расширения (видеокарта, звуковая карта, сетевая карта), различные устройства внешней долговременной памяти (жесткий диск, дисководы для дисков) и др..

• Внешние (периферийные) устройства подключаются снаружи к системному блоку. Внешними являются некоторые устройства для длительного хранения информации и, как правило, большинство устройств ввода-вывода информации: монитор, клавиатура, принтер, звуковые колонки, сканер и др..

Внешние устройства подключаются к системному блоку через слоты расширения (разъёмы внутри системного блока) или порты (на задней стенке системного блока).

Слоты (разъёмы) служат для непосредственного подключения внешних устройств к системной шине компьютера. А к портам подключаются мышь, клавиатура, колонки, принтер и др. Порты строго индивидуальны для каждого устройства, что исключает ошибки при подключении. Портом управляет контроллер.

Порты бывают параллельные (LPT), последовательные (COM) и универсальные последовательные (USB). USB-порт используется для подключения широкого спектра периферийных устройств – от мыши до внешнего жесткого диска.

Контроллеры устройств ввода-вывода преобразовывают информацию из внутренней, понятной только процессору и оперативной памяти, во внешнюю, понятную пользователям ПК. Мы вводим информацию в компьютер, используя для этого различные устройства от клавиатуры до сканеров. Контроллеры устройств ввода-вывода преобразуют эту информацию в понятный для ПК вид и передают эту информацию в оперативную память. Оттуда она попадает в процессор, процессор эту информацию обрабатывает и записывает результаты снова в оперативную память. Из оперативной памяти данные попадают в контроллеры устройств ввода-вывода, которые вновь преобразуют ее в удобочитаемый вид, которую мы можем прочитать, используя подключенные к ПК устройства вывода информации (мониторы, принтеры и др.). 3 Устройства ввода/ вывода информации

Устройства ввода: 1. клавиатура; 2. мышь, джойстик, трекбол; 3. сканер (для автоматического считывания графики и текстов).

Устройства вывода: 1. монитор; 2. принтер; 3. графопостроитель; 4. Колонки и др.

Клавиатура

Клавиатура служит для ввода алфавитно–цифровых данных, а также команд управления. При нажатии на клавишу специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, генерирует скан-код, который поступает в микросхему порта клавиатуры (на материнской плате). Процессор загружает скан-код в свои регистры и под управлением программы-обработчика определяет, какой код символа соответствует данному сканкоду и помещает код символа в буфер клавиатуры. Оттуда его заберёт программа, для которой он предназначался, например текстовый процессор. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам. алфавитно-цифровые клавиши предназначены для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. функциональные клавиши - двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общепринятым для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш. Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся клавиши SHIFT и ENTER, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша ТАВ (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения начатой операции и клавиша ВАСКSРАСЕ для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево). Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции, зависящие от действующей операционной системы. Общепринятыми являются следующие действия: •PRINT SCREEN — печать текущего состояния экрана на принтере (для MS-DOS) или сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена (для Windows). • SCROLL LOCK — переключение режима работы в некоторых (как правило, устаревших) программах. •PAUSE/BREAK — приостановка/прерывание текущего процесса (для MS-DOS). Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели. курсорными клавишами - четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном стрелкой. PAGE UP/ PAGE DOWN — перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. Понятие «страница» обычно относится к фрагменту документа, видимому на экране. Этими клавишами выполняют «прокрутку» содержимого в текущем окне. Действие этих клавиш во многих программах может быть модифицировано с помощью служебных регистровых клавиш, в первую очередь SHIFT и CTRL. Конкретный результат модификации зависит от конкретной программы и/или операционной системы. Клавиши HOME и END переводят курсор в начало или конец текущей строки, соответственно. Их действие также модифицируется регистровыми клавишами. Традиционное назначение клавиши INSERT состоит в переключении режима ввода данных (переключение между режимами вставки и замены). Если текстовый курсор находится внутри существующего текста, то в режиме вставки происходит ввод новых знаков без замены существующих символов (текст как бы раздвигается). В режиме замены новые знаки заменяют текст, имевшийся ранее в позиции ввода. 4 Клавиша DELETE предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM LOCK (о состоянии переключателей NUM LOCK, CAPS LOCK и SCROLL LOCK можно судить по светодиодным индикаторам, обычно расположенным в правом верхнем углу клавиатуры). В 80-х годах клавиатуры были относительно дорогостоящими устройствами. Первоначальное назначение дополнительной панели состояло в снижении износа основной панели при проведении расчетно-кассовых вычислений, а также при управлении компьютерными играми (при выключенном переключателе NUM LOCK клавиши дополнительной панели могут использоваться в качестве клавиш управления курсором).

Мышь

Мышь - устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению. К числу регулируемых параметров мыши относятся – чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок, а также чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок). Программные средства, предназначенные для этих регулировок, обычно входят в системный комплект программного обеспечения. Достоинства и недостатки Достоинства: • Очень низкая цена (по сравнению с остальными устройствами наподобие сенсорных экранов). • Мышь пригодна для длительной работы. • Высокая точность позиционирования курсора. Мышью легко попасть в нужный пиксель экрана. • Мышь позволяет множество разных манипуляций - двойные и тройные щелчки, перетаскивания, жесты, нажатие одной кнопки во время перетаскивания другой и т. д. Поэтому в одной руке можно сконцентрировать большое количество органов управления - многокнопочные мыши позволяют управлять, например, браузером вообще без привлечения клавиатуры. Недостатки: • Опасность синдрома запястного канала. • Для работы требуется ровная гладкая поверхность достаточных размеров (за исключением гироскопических мышей). • Ножки мыши накапливают грязь и служат недолго (по этой причине мышь практически не применяется в военных устройствах).

Сканер

Сканер предназначен для перевода изображений с прозрачного или непрозрачного материала в цифровой вид и введения уже «оцифрованной» информации в компьютер. Наиболее распространены в настоящий момент планшетные сканеры. Сканеры используют обычно для двух видов работ: • считывания текста с его последующим распознаванием; • считывания изображения 5 В сочетании со специальным программным обеспечением, например, программой Fine Reader, сканер обеспечит редактирование полученных изображений и распознавание текста (перевод из формата «картинка» в формат текста для последующего редактирования, например, в текстовом редакторе Word). При распознавании изображений текста специальные программы сравнивают фрагменты изображения с имеющимися заготовками изображений букв и других знаков и таким образом переводят изображение текста в текст. Сканеры различаются по многим параметрам — технология считывания изображения, типу механизма и некоторым другим. Существуют параметры сканирующего устройства, влияющие на качество изображения. К таким параметрам относится оптическая разрешающая способность, число передаваемых полутонов и цветов, диапазон оптических плотностей, световые искажения, точность фокусировки (резкость). 3D-сканер — устройство, анализирующее физический объект и на основе полученных данных создающее его 3D-модель. 3D-сканеры делятся на два типа по методу сканирования: • Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом. • Бесконтактный Неконтактные устройства в свою очередь можно разделить на две отдельные категории: Активные и Пассивные сканеры. Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (чаще всего свет, луч лазера) и обнаруживают его отражение для анализа. Возможные типы используемого излучения включают свет, ультразвук или рентгеновские лучи. Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет — легкодоступное окружающее излучение. Полученные методом сканирования 3D-модели в дальнейшем могут быть обработаны средствами и, в дальнейшем, могут использоваться для разработки технологии изготовления и инженерных расчётов.

Монитор

Для вывода 3D-моделей могут использоваться такие средства, как 3D-монитор, 3D-принтер или фрезерный станок с поддержкой G-кода. Монитор – основное устройство вывода информации. Мониторы бывают: на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), жидкокристаллические (ЖК), плазменные. Сегодня ЭЛТ-мониторы в основном заменены на ЖК-мониторы, также называемые плоскими дисплеями. Они намного легче и тоньше громоздких ЭЛТ-мониторов, содержащих тяжелые стеклянные трубки. ЖК-мониторы также предлагают расширенный диапазон форм и размеров, в том числе широкоэкранные дисплеи и экраны стандартной ширины, с отношением ширины к высоте 16:9 или 16:10 для широкоэкранных моделей и 4:3 для моделей со стандартным экраном. Плоские дисплеи используются и в переносных компьютерах. Известный потребительский параметр монитора – размер экрана по диагонали, (15, 17, 19, 21 дюйм). Второй важный показатель – разрешающая способность – показывает, сколько минимальных размеров изображения (точек) может уместиться на экране по горизонтали и вертикали. Чем больше точек, тем качественнее картинка на экране. 6 Для обоих типов мониторов, ЖК и ЭЛТ, характерно, что при увеличении для экрана числа точек на дюйм (DPI) шрифты выглядят более четко. С увеличением DPI увеличивается и разрешение экрана. Доступное для использования разрешение зависит от разрешений, которые поддерживаются монитором. При больших разрешениях, например при 1900 x 1200 пикселей, объекты выглядят четче. Кроме того, они отображаются мельче, и количество объектов на экране можно увеличить. При низких разрешениях, например при 800 x 600 пикселей, на экране умещается меньше объектов, но они оказываются более крупными. Изображение на экране ЭЛТ монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки трёх типов, светящиеся красным, зелёным и синим цветом. Чтобы на экране 3 луча сходились в одну точку – перед люминофором ставят маску с отверстиями. Чем меньше шаг между отверстиями, тем чётче изображение. На экране ЖК монитора изображение образуется в результате прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного напряжения. Одному пикселу экрана соответствует элементарная триада из 3-х ячеек красного, зелёного и синего цвета. Размер монитора по диагонали и разрешение экрана однозначно определяют размер такой триады и тем самым зернистость изображения. Частота обновления показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение, поэтому её иногда называют частотой кадров. Чем выше частота обновления экрана, тем чётче и устойчивее изображение, тем меньше утомляются глаза. Частота обновления экрана телевизора 50 – 200 Гц, а у ЭЛТ монитора компьютера минимальное – 85 Гц, комфортное – 100 Гц и более. У ЖК мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Частота обновления экрана 60 Гц - частота, с которой на матрицу монитора подаются сигналы о изменении цвета пикселей. Большинство современных ЖК-мониторов имеют матрицу, с максимальной «разверткой» 60 Гц. В этом случае в драйвер видеокарты можно выбрать несколько значений частоты обновления, максимальное из которых 60 Гц.