Файл: Устройство персонального компьютера (и его основные компоненты).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Создание персонального компьютера можно отнести к одному из самых значительных изобретений 20 века. Персональный компьютер существенно изменил роль и значение вычислительной техники в жизни человека.

Современные электронно-вычислительные машины бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Сегодня самым массовым видом электронно-вычислительной машины являются персональные компьютеры.

В наше время персональный компьютер нужно знать и уметь им пользоваться. Не каждый человек, который работает на компьютере, представляет себе полностью точный состав персонального компьютера.

Актуальность выбранной темы связана с тем, что современный рынок компьютерной техники столь разнообразен, что довольно непросто определить конфигурацию персонального компьютера с требуемыми характеристиками.

Цель данной курсовой работы – дать основное представление о структуре и функциях аппаратной части персонального компьютера. Другими словами, определить архитектуру современного персонального компьютера, которая будет описана в теоретической части данной курсовой работы.

Поэтому в своей курсовой работе я хочу изучить устройство персонального компьютера и его основные компоненты. К каждому компоненту подойти более подробно, изучив, все его особенности. Научиться правильно собирать корпус, установить в него материнскую плату и все компоненты, которые находятся на материнской плате.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

• 1. Конфигурация современного компьютера

Составные части, из которых состоит компьютер, называют модулями. Среди всех модулей выделяют основные модули, без которых работа компьютера невозможна, и остальные модули, которые используются для решения различных задач: ввода и вывода графической информации, подключения к компьютерной сети и многое другое.

Персональные компьютеры обычно состоят из следующих основных модулей:

Системный блок

В системном блоке размещаются все внутренние компоненты компьютера: блок питания, жесткий диск, накопитель компакт - (или DVD) дисков, материнская плата, процессор, оперативная память, видеокарта, а также прочие компоненты. На передней панели системного блока находятся кнопки:

---

• Кнопка «Power». Включает и выключает компьютер;

• Кнопка «Reset» (сброс). Производит принудительную перезагрузку компьютера;

• Индикатор включения;

• Индикатор доступа к HDD. Этот индикатор горит в момент обращения различных программ к накопителю на жестких магнитных дисках;

• Оптический накопитель, дисковод для компакт-дисков.

На задней панели корпуса находятся отверстия для разъемов:

• Разъем для подключения мыши;

• Разъем для подключения клавиатуры;

• Разъем для подключения USB устройств;

• HDMI-порт для подключения устройств вывода;

• Линейный аудиовыход;

• Линейный аудиовход;

• Разъем для микрофона;

• 15 - контактный разъем VGA для подключения монитора;

• Разъем для подключения шнура питания;

• Выключатель напряжения питания.

Существует несколько типов системных блоков:

• Desktop;

• Mini – Tower;

• Midi – Tower;

• Big – Tower;

• Full Tower;

• Rack;

• Barebone.

Материнская плата

Материнская (системная, главная) плата является центральной частью любого компьютера. На материнской плате размещаются в общем случае центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная память, кэш-память, элемент ROM-BIOS, аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты для подключения других устройств.

Общая производительность материнской платы определяется не только тактовой частотой, но и количеством данных, обрабатываемых в единицу времени центральным процессором, а также разрядностью шины обмена данных между различными устройствами материнской платы.

По функциональному назначению шины делятся на:

• шину данных;

• адресную шину;

• шину управления.

По шине данных происходит обмен данными между центральным процессором, картами расширения и памятью.

По адресной шине происходит адресация ячеек памяти, в которые производится запись данных.

По шине управления или системной шине происходит передача управляющих сигналов между центральным процессором и периферией. На материнской плате системная шина заканчивается слотами для установки других устройств.

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 блока питания является мощность. Стандартная мощность блока питания современного компьютера составляет от 300 Вт до 800 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.

 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.

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).

Твердотельный накопитель

Твердотельный накопитель, или ТТН (solid-state drive, SSD) — компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, которое идёт на смену HDD. Кроме микросхем памяти, SSD содержит управляющий контроллер.

Наиболее распространённый вид твердотельных накопителей использует для хранения информации флеш-память типа NAND, однако существуют варианты, в которых накопитель создаётся на базе DRAM-памяти, снабжённой дополнительным источником питания — аккумулятором.

Именно на твердотельные накопители лучше всего хранить современные операционные системы и все программы, установленные на компьютере.

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.

Оперативная память

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.

---

Оперативная память работает синхронно с центральным процессором и имеет малое время доступа. Оперативная память сохраняет данные только при включенном питании. Отключение питания приводит к необратимой потере данных, поэтому пользователю, работающему с большими массивами данных в течение длительного времени, рекомендуют периодически сохранять промежуточные результаты на внешнем носителе.

Видеокарта

Видеокарта (графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты— как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ.

• 1. Внешние компоненты

Внешние компоненты - компоненты которые размещаются вне корпуса компьютера и подключаются к нему через различные интерфейсные разъемы.

Мышь

Мышь (mouse) - устройство, предназначенное для быстрого и точного управления курсором на экране монитора персонального компьютера.

Традиционная мышь представляет собой небольшое устройство, которое удобно ложится под руку. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три, причем часто роль третьей кнопки исполняет колесо прокрутки или скроллинга), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п.

Клавиатура

Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура, которая представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь.

В настоящее время распространены три типа клавиатур: с механическими, полумеханическими и с мембранными переключателями.

В механической клавиатуре датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. В полумеханических клавиатурах есть металлические контакты и прорезиненный купол, что позволяет мгновенно возвращать нажатую клавишу в прежнее положение. Специалисты отмечают высокий уровень долговечность таких устройств. В мембранной клавиатуре переключатель состоит из двух мембран: верхней - активной, нижней - пассивной, разделенных третьей мембраной-прокладкой.

---

Внутри корпуса любой клавиатуры, кроме датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Обмен информации между клавиатурой и системной платой осуществляется по специальному последовательному интерфейсу 11-битовыми блоками.

Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей соответствует уникальный цифровой код - скан-код.

Стандартная клавиатура 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.

Монитор

Дисплей (монитор) - основное устройство для отображения информации, выводимой во время работы программ на персональный компьютер. Дисплеи могут существенно различаться; от их характеристик зависят возможности машин и используемого программного обеспечения. Различают дисплеи, пригодные для вывода лишь алфавитно-цифровой информации, и графические дисплеи.

Другой важный признак - возможность поддержки цветного или только монохромного изображения. Важными техническими параметрами являются текстовой формат и разрешающая способность изображения. Текстовой формат (в текстовом режиме) характеризуется числом символов в строке и числом текстовых строк на экране. В графическом режиме разрешающая способность 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.

Указанные параметры зависят как от конструкции экрана, так и от схемы управления, сосредоточенной в системном блоке. В настоящее время в большинстве случаев применяется схема формирования изображения на основе растровой памяти (bit mapping). Каждый элемент изображения - одна точка на экране дисплея - формируется из фрагмента растровой памяти, состоящего из 1, 2 или 4 бит. Информация, записанная в указанных битах, управляет яркостью (или цветом) точки на экране, а также ее миганием и другими возможными атрибутами.

Дисплей подключается к системному блоку с помощью контроллера, чаще всего выполненного в виде отдельной платы (адаптеру), вставляемой в системный блок. Адаптер обычно содержит растровую память и схему управления. Кроме того, на нем размещается микросхема ПЗУ, в которой записываются образы знаковых матриц, выводимых на экран. Сменив эту микросхему, можно тем самым изменить знакогенератор. Контроллер согласуется с типом дисплея, для которого он предназначен.

---