Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров (Корпус).pdf

2.1 Корпус

В корпусе размещены все компоненты компьютера, относящиеся к внутренним как то: блок питания, жесткий диск, накопитель компакт – (или DVD) дисков, материнская плата, процессор, оперативная память, и другие.

Корпус ПК вместе с этими элементами в совокупности является системным блоком. На передней его панели располагаются кнопки:

1. Power. С её помощью можно включить или выключить компьютер.

2. Reset (сброс). С её помощью можно произвести принудительную перезагрузку при необходимости.

3. Индикатор включения.

4. Индикатор доступа к HDD. С его помощью можно определить обращаются ли в данный момент времени программы, установленные в системе к накопителю на жёстком диске (диодная лампочка будет гореть в этом случае)

5. Оптический накопитель, дисковод для компакт – дисков.

На задней панели корпуса расположены специальные отверстия для различных разъемов:

1. Порт подключения мыши.

2. Порт подключения клавиатуры.

3. Порт подключения USB устройств.

4. Линейный аудиовыход.

5. Линейный аудиовход.

6. Карт-ридер - устройство для подключения Flash накопителей.

7. 19ти контактный разъем HDMI для подключения монитора и аудиосистемы.

8. Порт подключения шнура питания.

9. Выключатель напряжения питания.

Системные блоки изготавливается на заводах большими партиями с использованием стальных, алюминиевых или пластиковых деталей. Для креативного творчества используются такие материалы, как древесина или органическое стекло [6].

В последнее время внимание всех сфер общества, в том числе сферы It-технологий привлечено к проблемам защиты окружающей среды. В этой связи в качестве пилотного варианта был выпущен корпус изготовлены из гофрокартона. Основными компонентами, входящими в системный блок, являются: микропроцессор, материнская плата, оперативная память, жесткий диск, CD-DVD привод, видеокарта, блок питания [7].

2.2 Блок питания

Он отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное разной величины и полярной направленности, которое необходимо для работоспособности системной платы и других внутренних устройств.

Его основная характеристика - это мощность. Стандартная величина которой для современного компьютера может составлять 300 или 400 Вт.

Для охлаждения системного блока в условиях работы при повышенных температурах используется встроенный кулер, который создаёт циркулирующие потоки воздуха для охлаждения самого блока. Электрическое питание из единого блока при этом подводится для всех схем и устройств входящих в его состав.

2.3 Жесткий диск

Это устройство, которое необходимо для хранения большого количества файлов информации, которая сохраняется в течение долгого времени, не теряясь при отключении электропитания. Именно здесь хранится операционная система и остальные программы, которые установлены на компьютер.

Жесткий диск внешне представляет собой небольшой металлический корпус, содержащий несколько быстровращающихся дисков. При этом как считывание так и запись информации происходят с помощью специальных магнитных головок, которые перемещаются над его поверхностью (жесткого диска) определяя нужное местоположение дорожки информации.

Со временем логические цепочки информации занимают место на жестком диске, таким образом, уменьшается объем свободной памяти, формируются кластеры информации. В процессе работы неактуальные данные могут быть удалены, при этом в созданных кластерах образуются пустующие места, которые не могут быть заняты новой информацией. Излишне большое количество таких пустот приводит к снижению скорости обработки информации жестким диском. Для устранения данной проблемы пользователем может быть проведена операция под названием дефрагментация диска - это процесс перераспределения логических структурных файлов и систем на диске, для создания непрерывной цепочки кластеров и освобождения места для записи новой информации.

Отдельно следует сказать о дефрагментации при запуске Windows, которая происходит каждый раз при запуске компьютера с этой системой. В это время перераспределяются только важные системные файлы. Как правило пользователь не имеет возможности контролировать и/или изменять данный процесс, да это и не нужно: он практически не влияет на скорость загрузки компьютера, но существенно сокращает скорость запуска например после системного обновления.

Также некоторые файлы не подлежат дефрагментации при работе системы. Для этих целей используются мультизагрузочные утилиты или дефраментируют их (файлы) из другой операционной системы.

2.4 Материнская плата

Это основная плата ПК достаточно большого размера, на которой установлены микросхемы и разъемы для того чтобы подключить процесор, оперативную память и остальные составляющие компьютера.

Для наглядности на рисунке 2 приведена конструкция материнской платы. Цифрой 1 обозначен разъем для подключения процессора, 2 – слоты для поключения ОЗУ, разъемы для IDE-устройств обозначены на рисунке цифрой 3, цифрами 5-6 разъемы различных расширений, цифрой 7 обозначен набор контактов для соединения с кнопками и лампочкми, расположенными на корпусе, а 8 – специальные отверстия для крепления материнской платы к системному блоку [8].

Рисунок 2. Конструкция материнской платы

2.5 Оперативная память

Является энергозависимой частью комплекса компьютерной памяти, которая временно сохраняет все данные и команды, необходимые процессору для выполнения текущих операций. При этом передача данных в обе стороны осуществляется, как правило, через сверхбыструю память.

Функции оперативной памяти в ПК реализуются посредством ОЗУ – оперативного запоминающего устройства, технического компонента ПК. Обычно имеет объем 1 Гб, но возможны варианты в 2 Гб, 4 Гб и даже 8 Гб.

Оперативная память ПК подразделяется на два типа: динамический и статический. К первому (Dynamic Random Access Memory – DRAM) следует относить экономичный вид памяти. Для того чтобы хранить разряд в этом случае используется схема, которая состоит из транзистора и конденсатора (в разных моделях число конденсаторов может быть разным, но как правило не более двух). С помощью этого вида памяти решаются две важные проблемы, во-первых, стоимости, так элементы сами по себе небольшой стоимости, и во-вторых, компактности. Ко второму типу памяти относят память статического типа, или же Static Random Access Memory (SRAM) – ОЗУ, которое не надо регенерировать. Главное преимущество этого вида памяти – высокая скорость. Так как триггеры зачастую собраны на вентилях, а время задержки вентиля небольшое, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро.

В оперативной памяти элементарная ячейка памяти представляет собой конденсатор, способный в течение короткого промежутка времени сохранять электрический заряд, наличие которого можно ассоциировать с информационным битом. При считывании данных конденсатор разряжается через схему считывания, и если заряд конденсатора не был нулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.

Различают несколько типов модулей памяти:

1. SIMM – модуль памяти с одним рядом контактов, вставляемый в зажимающий разъем; применялся во всех платах до Pentium, а также во многих адаптерах, принтерах и прочих устройствах. SIMM имеет контакты с двух сторон модуля, но все они соединены между собой, образуя как бы один ряд контактов.

SIMM бывают двух видов:

• 30-и контактные (8-разрядная шина данных) – использовался в AT286 – 486 платах;
• 72-х контактные (16-разрядная шина данных) – использовался в большинстве 486 и во всех Pentium платах. SIMM уже очень устарела и сейчас встречается только в старых компьютерах

2. DIMM(Dual In line Memory Module – модуль памяти с двумя рядами контактов) – модуль памяти, похожий на SIMM, но с раздельными контактами (обычно 2 x 84), за счет чего увеличивается разрядность или число банков памяти в модуле. Применяется в современных компьютерах, начиная с Pentium. DIMM имеют 168 контактов.

3. RIMM(Rambus in line Memory Module) – модуль памяти, включающий один или несколько Direct RDRAM-чипов и организует непрерывность канала. Недопустимо оставлять RIMM-слоты свободными, так как это приводит к разрыву канала с терминатором, находящимся на системной плате в конце канала, поэтому необходимо их заполнить continuity RIMM(модули без чипов, а только с каналами). Модули RIMM имеют размеры, сходные с размерами DIMM. Это позволяет вставлять их во все материнские платы с соответствующим форм-фактором. Модули имеют 168 контактов, могут солдержать любое число чипов и могут быть как односторонние так и двусторонние, объемом до 1 Гб [9].

2.6 Процессор

Процессор, центральный процессоор — основная компьютерная микросхема, от которой зависит производительность системы и четкое выполнение активных программ и команд. Основной его характеристикой является тактовая частота измеряемая в мегагерцах. Как правило чем выше этот показатель, тем быстрее работают программы, запущенные на таком компьютере. Кроме этого, скорость работы определяется еще и типом процессора, основой которого является ядро, содержащее множество транзисторов расположенных на кристалл кремния.

2.7 Мышь

Мышь – устройство, которое предназначено для управления курсором на экране монитора персонального компьютера.

Как правило, она представляет собой небольшое устройство, спроектированное таким образом, чтобы удобно держалось под ладонью во время работы. Под указательным и средним пальцем как правило расположены кнопки управления, а третьей кнопкой в управлении выступает колесо прокрутки позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п. Также по бокам мыши могут быть расположены дополнительные кнопки на которые следует нажимать большим или безымянным пальцем в зависимости от стороны.

2.8 Клавиатура

Является основным устройством с помощью которого осуществляется ввод информации в компьютер. Клавиатура представляет собой совокупность датчиков, которые воспринимают давление на клавиши при этом взаимодействуя в опреленной электрической цепи, замыкая ее.

На сегодняшний день самыми распространенными являются два типа клавиатур: механические и мембранные. У первого типа датчик является механизмом, содержащим контакты из специального сплава металлов. Во втором – переключатель имеет слоистую структуру и состоит из верхней и нижней мембран, которые разделены мембранной прокладкой.

2.9 Монитор

Монитор (иначе говоря дисплей) – основное устройство, обеспечивающее вывод информации во время работы с ПК. В настоящее время компьютерная индустрия достаточно хорошо развита, а поэтому не существует определенного набора характеристик хорошего монитора, все они будут существенно различаться, однако от выбранных параметров будут зависеть возможности машин и используемого программного обеспечения. Различают дисплеи, пригодные для вывода только лишь алфавитно-цифровой информации, и графические дисплеи.

Другой важный параметр для монитора – это способность вывода цветного или только монохромного изображения. Среди важных технических характеристик следует назвать текстовой формат, который характеризуется числом символов в одной строке и максимально возможным числом строк на экране; а также разрешающую способность изображения, которая в графическом режиме задается числом точек по горизонтали и числом точечных строк по вертикали.

Другой характерный параметр - количество поддерживаемых уровней яркости в монохромном режиме и соответственно количество цветов при цветном изображении. Не менее важным параметром является и размер экрана: он определяет различимость изображения в целом и четкость его отдельных элементов, в том числе букв и цифр [10].

В наши дни самыми распространенными являются ЖК-дисплеи (их еще называют LCD-мониторы), плазменные панели, OLED и LEP дисплеи.

Жидкокристаллический дисплей (ЖК) – плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.

С потребительской точки зрения ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой отличают четыре улучшения относительно ЖК c подсветкой электролюминесцентными лампами:

– улучшенная контрастность;

– улучшенная цветопередача;

– пониженное энергопотребление, если сравнивать с ЖК, то на 40;

– чрезвычайно малая толщина.

LCD – разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея. Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова компании RCA..