Устройство персонального компьютера. Основные блоки. Внешние устройства.

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которая считается типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется.

В состав базовой конфигурации входят следующие устройства: системный блок; монитор; клавиатура; мышь. Системный блок. Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними или периферийными. Системный блок ПК содержит основные устройства компьютера: процессор и сопроцессор, оперативную память, системную шину. Идея ПК состоит в том, что для обеспечения гибкости и наращиваемости структуры все основные устройства компьютера подключены к общей информационной шине (системной шине).

Процессор. Самым главным элементом компьютера является микропроцессор – небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор может выполнять сотни различных операций и делает это со скоростью сотен миллионером операций в секунду.

Сопроцессор. Выполняет математические операции с высокой скоростью и резко повышает производительность компьютера при решении инженерных задач. В микропроцессорах Pentium сопроцессор встроен в микропроцессор.

Оперативная память. Обеспечивает оперативное хранение программ и данных. Имеет высокое быстродействие и прямую адресацию до одного байта. Хранит данные только пока компьютер включен.

Контроллеры и шина. Обеспечивают обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером или адаптером. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором через системную магистраль передачи данных (шину). Единообразие подключения внешних устройств делает ПК весьма гибким по конфигурации.

Электронные платы. Основной платой ПК является системная плата (материнская). На ней устанавливаются микропроцессор, сопроцессор, оперативная память, шина. Контроллеры и адаптеры выполняются на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы системной платы – слоты. Таким образом, наличие свободных слотов позволяет подключать дополнительные устройства. Также просто решается проблема совершенствования компьютера. Например, для замены устаревшего адаптера монитора на новый достаточно заменить соответствующий контроллер в слоте.

Накопители на дискетах. Обычно ПК содержит один дисковод для дискет 3,5 дюйма емкостью 1,4 Мбайта (диск А:). Возможна установка второго накопителя для дискет размером 5,25 дюйма, емкостью 360 и 1,2 Мбайта (диск В:).Накопители на жестких дисках. Обычно ПК содержит один дисковод на жестких дисках, который разбивается на несколько разделов С:, D:,E: и т.д. Скорость работы диска характеризуется двумя основными параметрами:временем доступа к данным; скоростью чтения и записи данных. Время доступа к данным это среднее время, которое компьютер тратит на поиск нужного участка на диске. Заметим, что это время складывается из времени. Затрачиваемого самим дисководом, а также контролером, шиной, микропроцессором.

Первый раздел С: жесткого диска как правило используется для хранения программ операционной системы (ОС). При включении питания в процедуре начальной загрузки микропроцессор в поиске программ ОС всегда сначала обращается к гибкому диску А:, и если не обнаруживает там дискеты, к диску С.

Мониторы. Предназначены для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают монохромными и цветными, могут работать в текстовом и графическом режимах.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на 25 строк и 80 столбцов.

Связующим звеном между монитором и процессором является видеопамять адаптера монитора, в которой для каждой точки (пиксела) экрана хранится цвети яркость. Схематично процесс развертывания изображения на экране монитора можно представить следующим образом. Монитор непрерывно сканирует видеопамять видеоадаптера (аналог телевизионной развертке) и выводит изображение на экран не занимая время процессора и оперативной памяти на эти операции. При необходимости процессор прерывает этот процесс и изменяет содержимое некоторой части видеопамяти (частичное изменение изображения). Тем самым обеспечивается как эффективное использование процессора, оперативной памяти, так и практически незаметное для пользователя мерцание экрана при записи в видеопамять.

Клавиатура. Средство ввода информации. Содержит группу клавиш для ввода управляющей информации – функциональные клавиши, и собственно информационные клавиши.

Принтеры. Предназначены для вывода информации на бумажные носители.

Матричные принтеры наиболее простые и дешевые. Главный элемент – печатающая головка, содержащая матрицу тонких металлических стержней (от 9 до 48). Стержни выдвигаются из головки в соответствии с печатаемым знаком. Головка движется вдоль печатаемой строки и в нужной позиции ударяет по бумаге через красящую ленту, печатая необходимый знак. Средняя скорость печати 30 секунд на страницу (текст, символы) и до 5 минут при печати графики..

Струйные принтеры. В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых через микросопла на бумагу. Обеспечивают лучшее в сравнении с матричными качество печати. Особенно удобны при цветной печати.

Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Барабан электризуется с помощью лазера в соответствии с печатаемым изображением. Скорость печати 5 секунд на страницу вне зависимости от вида изображения. Заметим, что лазерный принтер содержит внутреннюю память для хранения загружаемых в принтер шрифтов, символов, а также, изображений.

Устройства для чтения компакт-дисков (CD-ROM). Информация на компакт-дисках кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на поверхности (подложке) диска.

Скорость считывания информации с CD дисков значительно ниже, чем с жестких дисков. Однако в силу надежности и способности они нашли очень широкое распространение для хранения эталонов пакетов системных программ, информационных и мультимедиа энциклопедий и т.д.

Магнитооптические диски. Сочетают преимущества магнитной и оптической технологий: информация хранится на магнитном носителе, защищенном прозрачной пленкой.

Мышь. Используется для работы с графическим экраном практически всех приложений и системных программ.

Модем. Устройство, обеспечивающее обмен с другими компьютерами через телефонную сеть.

Графопостроитель (плоттер). Обеспечивает вывод крупноформатных чертежей. Плоттеры бывают барабанного типа (работают с рулоном бумаги), или планшетного типа (лист бумаги и планшетное перо). Обычно используются в системах автоматизированного проектирования для вывода конструкторской и проектной документации.

Сканер. Считывает графическую и текстовую информацию в компьютер. При вводе текстов сервисные программы позволяют распознать текст и преобразовать его в стандартный компактный текстовый формат. Сканеры отличаются разрешающей способностью, форматом сканируемого изображения, количеством воспринимаемых цветов.

Аудиоплата. Вместе с колонками и микрофоном обеспечивает ввод – вывод звука. Специальные программы позволяют редактировать звуковые (речевые) сигналы.

Сетевой адаптер. Позволяет подключать компьютер в сеть. Обеспечивает доступ к данным и программам других компьютеров сети.