Файл: Устройство персонального компьютера.pdf

Введение

Компьютер в жизни человека занимает далеко не последнее место. Нужно знать его, уметь им пользоваться. Не каждый человек, который работает на компьютере, представляет себе полностью точный состав персонального компьютера. Поэтому в своей работе я хочу изучить особенности персональной электронно-вычислительной машины.^[1]

Изучить устройство персонального компьютера и его основных компонентов. К каждому компоненту подойти более подробно, изучив, все его особенности. Научиться правильно собирать и разбирать корпус, установить в него материнскую плату и все компоненты, которые находятся на материнской плате. Правильно подключить все периферийные устройства.^[2]

Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.^[3]

Существует два основных класса компьютеров:

– цифровые компьютеры, обрабатывающие данные в виде числовых двоичных кодов;

– аналоговые компьютеры, обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т.д.), которые являются аналогами вычисляемых величин.

Поскольку в настоящее время подавляющее большинство компьютеров являются цифровыми, далее будем рассматривать только этот класс компьютеров и слово "компьютер" употреблять в значении "цифровой компьютер".

Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) – заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.

Команда – это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Например, у команды "сложить два числа" операндами являются слагаемые, а результатом – их сумма. А у команды "стоп" операндов нет, а результатом является прекращение работы программы.

Результат команды вырабатывается по точно определенным для данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера.

Совокупность команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

---

Компьютеры работают с очень высокой скоростью, составляющей миллионы – сотни миллионов операций в секунду.

Персональные компьютеры, более чем какой-либо другой вид электронно-вычислительной машины, способствуют переходу к новым компьютерным информационным технологиям, которым свойственны:

– дружественный информационный, программный и технический интер–фейс с пользователем;

– выполнение информационных процессов в режиме диалога с пользовате–лем;

– сквозная информационная поддержка всех процессов на основе интегри–рованных баз данных;

– так называемая «безбумажная технология».

Компьютер – это многофункциональное электронное устройство для накопления, обработки и передачи информации. [4, с. 24-25].

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).

2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек).

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитек–туру (архитектуру фон Неймана).

Архитектура ПК определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера:

– центрального процессора;

– внешней памяти;

– периферийных устройств.

Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard — дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъёмов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot — щель, паз).

I. Теоретическая часть

• 1. Устройство ПК

---

Персональный компьютер состоит из двух основных частей аппаратной и программной. Состав ПК приведен на рис. 1.

Рис. 1. Конфигурация современного ПК

Конфигурация персонального компьютера:

1. Системный блок.

2. Клавиатура.

3. Мышь.

4. Монитор.

Системный блок состоит из:

1. Корпус.
2. Блок питания.
3. Жесткий диск.
4. Материнская плата.
5. Процессор.
6. Процессор
7. Оперативная память.
8. Видеокарта
9. Оптический привод
10. Картридер^[4]

1.1.1 Корпуса

В корпусе (case) размещаются все внутренние компоненты компьютера: блок питания, жесткий диск, накопитель флоппи – дисков, накопитель компакт – (или DVD) дисков, материнская плата, процессор, оперативная память, а также прочие компоненты. Корпус персонального компьютера вместе с находящимися в нем вышеперечисленными компонентами называется системным блоком.

На передней панели корпуса находятся кнопки:

– Оптический накопитель, дисковод для компакт – дисков.

– Картридер.

– Кнопка Power. Включает и выключает компьютер.

– Кнопка Reset (сброс). Производит принудительную перезагрузку компьютера.

– Индикатор включения.

На рис. 2 приведена передня сторона корпуса.

Рис. 2. Передня сторона корпуса

На задней панели корпуса находятся отверстия для разъемов:

1. Разъем для подключения системного блока непосредственно к сети или к дополнительным устройствам: сетевому фильтру (защищает от всплесков напряжения ,помех в электросети, перегрузок), ИБП (источнику бесперебойного питания);

2. Порты PS/2 для подключения мыши и клавиатуры, зеленый – для мышки, фиолетовый – для клавиатуры (отмирающие разъемы, все чаще заменяются на USB);

3. Параллельный порт LPT – для подключения принтера (сегодня мало актуален, однако ещё используется для подключения ключей, например 1С: Бухгалтерия 7.7);

4. Порт e-SATA (SATA On-the-Go) для подключения внешних винчестеров;

5. Разъем подключения монитора (порт VGA), могут быть другие аналоговые – RCA, S-Video, цифровые – DVI и HDMI;

6. USB разъемы для фотоаппаратов, видеокамер, сканера, принтера, модема, других устройств с интерфейсом USB;

7. Ethernet порт нужен для подключения к локальной сети или внешнего модема;

8. Аналоговые аудиоразъемы (Line-In, Front, Mic-In, Rear, Center/Sub, Side), зеленый – для колонок, розовый – для микрофона, если у вас наушники с микрофоном, подключаете 2 цветных штекера соответственно по цветам [5, с. 256-257].

---

На рис. 3 приведена тыльная сторона корпуса.

Рис. 3. Тыльная сторона корпуса

• • 1. Блок питания

Блок питания преобразует переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств.

Основной характеристикой БП является мощность. Стандартная мощность блока питания современного компьютера составляет 300 Вт или 400 Вт.

Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. Электропитание из единого блока питания подводится ко всем схемам и устройствам системного блока. На рис. 4 приведен блок питания.

Рис. 4. Блок питания

• • 1. Жесткий диск

Жесткий диск, винчестер (HDD) – устройство предназначенное для хранения больших объемов информации (значительно больших, чем может вмещать оперативная память) и не теряющее эту информацию при выключении компьютера. Именно на жестком диске хранится операционная система и все программы, установленные на компьютере. Жесткий диск представляет собой металлический корпус небольших размеров, внутри которого расположено несколько очень быстро вращающихся дисков. Считывание информации с дисков и запись на них производятся посредством специальных магнитных головок, которые могут перемещаться над поверхностью диска (позиционируясь над одной из дорожек информации, записанной на его поверхности). На рис. 5 приведен жесткий диск.

Рис. 5. Жесткий диск

1.1.4 Материнская плата

Материнская плата, системная плата (mainboard, motherboard) – плата больших размеров с установленными на ней микросхемами и разъемами для подключения процессора, оперативной памяти и остальных компонентов компьютера.

Размер платы (Форм Фактор). Материнская плата должна иметь тот же форм фактор, что и корпус, в который она будет установлена. Форм факторы бывают следующих типов:

1. AT. Устаревший формат. Использовался в основном в первых поколениях персональных компьютеров. Компьютеры IBM PC AT имеют форм фактор AT, который был уменьшен в размерах и стал называться Baby AT. Размеры обычных плат с форм фактором Baby AT примерно 21,5 сантиметров в ширину и 25 – 27,5 сантиметров в длину. Платы с форм факторами 2/3 и 3/4 Baby AT того же размера, что и обычные платы Baby AT, но на 2,5 – 5 сантиметров короче. Сейчас используется очень редко.

---

2. ATX. Форм фактор ATX был представлен и разработан корпорацией Intel, чтобы устранить проблему, связанную с помехами, влияющими на кабели, которые вызваны большими дополнительными картами и оборудованием для охлаждения процессора.

AT Extension (расширение AT) – на сегодняшний день стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров. Плата (стандартный размер – 305 x 244) располагается в нем длинной стороной вдоль задней стенки. Блок питания имеет приточную систему вентиляции, процессор устанавливается в непосредственной близости от него для минимизации длины питающих цепей и охлаждения от встроенного вентилятора(для мощных процессоров все же требуется собственный вентилятор). Некоторые блоки имеют автоматическую регулировку скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры. На рис. 6 приведена конструкция материнской платы.

Рис. 6. Материнская плата

1. Клавиатура и мышь (PS/2 и USB)
2. Цифровой звуковой оптический выход
3. Видео выходы HDMI, VGA и DVI
4. Разъемы USB 3.0 и USB 2.0
5. Сетевой интерфейс
6. Аудио выходы
7. PCI–E X1 (контроллеры)
8. PCI–E X16 (видеокарты)
9. PCI (звуковые, ситевые катры)

 Процессор

Процессор, центральный процессор (CPU) — главная микросхема в компьютере. Именно он занимается выполнением всех программ, которые запущены на компьютере, и именно от него главным образом зависит производительность всей системы. Обычно чем выше тактовая частота процессора, измеряемая в мегагерцах (МГц), тем выше скорость работы всех программ, выполняемых на персональном компьютере с таким процессором. Кроме того, скорость работы центрального процессора определяется еще и его типом. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из миллионов транзисторов, расположенных на кристалле кремния.

Разъем процессора – это разъем на системной плате, куда вставляется процессор.

Разъемы различаются по внешнему виду и числу контактов. Для каждой модели процессора существует свой тип материнской платы. Существуют два типа разъемов:

Сокетный (socket – гнездо). Представляет собой разъем, в который вставляются иголки – контакты ЦП, расположенные на нем снизу по периметру.

Слотовый (slot – щель, желоб). Представляет собой длинный ряд контактов в пластмассовой рамке. Микропроцессор для такого разъема расположен на специальной плате с рядом контактов на одной стороне. Эта плата вставляется вертикально. На рис. 7 приведен процессор.

---