Аппаратное обеспечение ПК

Аппаратное обеспечение компьютера - это все электронные и механические устройства компьютера.

Структура аппаратного обеспечения персонального компьютера:
1. системная плата (материнская плата) - на ней размещены:
- процессор (центральный процессор) + система охлаждения,
- внутренняя память,
- системная шина,
- слоты.

2. платы периферии (могут быть встроены в системную плату) - на них размещены контроллеры устройств ввода-вывода+разъемы:
- контроллеры дисководов,
- видеокарта (видеоконтроллер, графическая плата),
- звуковая карта (звуковой контроллер, звуковая плата),
- сетевая карта (сетевой адаптер, сетевая плата),
- контроллеры других устройств.

3. устройства ввода и вывода:
- дисководы:
- дисковод на жестком диске,
- привод гибких дисков (дисковод для дискет),
- привод оптических дисков (привод CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW),
- другие устройства.

4. блок питания

Рассмотрим подробно каждое устройство и его функции.
Процессор – устройство, выполняющее арифметические и логические операции, и управляющее другими устройствами компьютера.
В его состав входят:
- арифметико-логическое устройство (АЛУ);
- устройство управления (УУ);
- регистры;
Современные процессоры работают согласно принципам машины фон Неймана (архитектуре фон Неймана).

Система охлаждения процессора – используется для отвода тепла от нагревающихся процессора. Чаще используется воздушное охлаждение с помощью кулера (вентилятор + радиатор).

Внутренняя память
В ее состав входят:
- оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - энергозависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация стирается). ОЗУ используется для чтения и записи. В ОЗУ хранятся выполняемые программы и данные, которые они обрабатывают (Например, если мы работаем в Word(е) в ОЗУ находится данная программа и текст, с которым мы работаем. Если документ не сохранить, т.е. не записать во внешнюю память (винчестер, флэшка), то при выключении компьютера данные будут потеряны).

- постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация сохраняется). ПЗУ используется только для чтения, на ней хранится информация, которая никогда не будет изменяться.

- специальная память:

• постоянная память, которую можно перепрограммировать (Flash-память). Основной микросхемой является BIOS (basic input-output system, базовая система ввода-вывода), на ней хранятся программы загрузки операционной системы в ОЗУ и тестирования устройств при включении компьютера. Также BIOS содержит сервисные функции. Через BIOS операционная система обращается к аппаратному обеспечению (через драйверы устройств).

• память CMOS (питается от батарейки) - хранит информацию о составе и конфигурации оборудования, режиме работы. Эта информация изменяется специальной программой, находящейся в BIOS;

• видеопамять - оперативная память, используется для хранения данных, из которых формируется изображение на экране (текст и графика);

• регистры процессора - память внутри процессора, свербыстрая оперативная память;

• кэш-память - для увеличения скорости обмена данными между процессором и оперативной памятью. Кэш-память управляется контроллером, который анализирует исполняемую процессором программу и пытается предугадать, какие данные\команды могут понадобиться процессору в ближайшее время и записывает их из оперативной памяти в кэш-память.

Системная шина (информационная магистраль) соединяет устройства внутри системного блока компьютера и обеспечивает их взаимодействие. Это набор дорожек на материнской плате, по которым передается информация в виде сигналов.
В ее состав входят:
– шина адреса – для передачи адреса, куда передаются данные: ячейка памяти или устройство ввода\вывода;
– шина данных – для передачи самих данных между процессором и памятью или устройством ввода\вывода;
– шина управления (вспомогательная шина) – для передачи сигналов управления (например, сигнал записи или чтения, сигнал обращения к памяти или устройству ввода\вывода).

Слот – внутренняя розетка для подключения устройств внутри системного блока.

Контроллер устройства ввода и вывода – микропроцессор, посредник между процессором и устройством ввода\вывода. Управляет устройством, которое к нему подключено. Преобразовывает информацию, которой должны обмениваться процессор и устройство.

Разъем - внешняя розетка для подключения внешнего (по отношению к системному блоку) устройства.

Контроллер дисководов - преобразовывает и передает информацию между процессором и дисководом.

Видеокарта преобразовывает и передает сигнал на монитор.

Звуковая карта обрабатывает звук (обеспечивает ввод звука с микрофона и его воспроизведение через наушники, колонки, встроенный динамик).

Сетевая карта используется для подключения персонального компьютера к сети и организации взаимодействия с другими устройствами сети (обмен информацией по сети).

Внешняя память используется для долговременного хранения данных и программ. Информация, записанная на внешнюю память, не стирается при выключении компьютера.

Дисководы (накопители информации) используются для чтения\записи на носители информации: пластины жесткого диска, дискеты, оптические диски, ленты.

Блок питания – источник электрического тока для питания устройств системного блока.

Устройства ввода и вывода – устройства взаимодействия компьютера с внешним миром: с пользователями или другими компьютерами. Устройства ввода позволяют вводить информацию в компьютер для дальнейшего хранения и обработки, а устройства вывода – получать информацию из компьютера. Устройства ввода и вывода относятся к периферийным (дополнительным) устройствам.

Периферийные устройства – это все устройства компьютера, за исключением процессора и внутренней памяти.

Классификация периферийных устройств по месту расположения (относительного системного блока настольного компьютера или корпуса ноутбука):

- внутренние - находятся внутри системного блока\корпуса ноутбука: жесткий диск (винчестер), встроенный дисковод (привод дисков);
- внешние - подключаются к компьютеру через порты ввода-вывода: мышь, принтер и т.д.

По другому определению, периферийными устройствами называют устройства, не входящие в системный блок компьютера.

Устройства ввода и вывода разделяются на:
- устройства ввода,
- устройства вывода,
- устройства ввода-вывода.

Устройства ввода данных

Классификация по типу вводимой информации:
- устройства ввода текста: клавиатура;
- устройства ввода графической информации:
- сканер,
- цифровые фото- и видеокамера,
- веб камера - цифровая фото- или видеокамера маленького размера, которая делает фото или записывает видео в реальном времени для дальнейшей их передачи по сети Интернет;
- графический планшет (дигитайзер) - для ввода чертежей, графиков и планов с помощью специального карандаша, которым водят по экрану планшета;
- устройство ввода звука - микрофон;

Устройства-манипуляторы (преобразуют движение руки в управляющую информацию для компьютера):
несенсорные:
- мышь,
- трекбол - устройство в виде шарика, управляется вращением рукой;
- трекпойнт (Pointing stick) - джойстик очень маленького размера (5 мм) с шершавой вершиной, который расположен между клавишами клавиатуры, управляется нажатием пальца;
- игровые манипуляторы: джойстик, педаль, руль, танцевальная платформа, игровой пульт (геймпад, джойпад);

сенсорные:
- тачпад (сенсорный коврик) - прямоугольная площадка с двумя кнопками, управляется движением пальца и нажатием на кнопки, используется в ноутбуках,
- сенсорный экран - экран, который реагирует на прикосновение пальца или стилуса (палочка со специальным наконечником), используется в планшетных персональных компьютерах;
- графический планшет (дигитайзер) - для ввода чертежей, схем и планов с помощью специального карандаша, которым водят по экрану планшета,
- световое перо - устройство в виде ручки, ввод данных прикосновением или проведением линий по экрану ЭЛТ-монитора (монитора на основе электронно-лучевой трубки). Сейчас световое перо не используется.

Устройства вывода данных

Классификация по типу выводимой информации:

устройства вывода графической и текстовой информации:
- монитор - для вывода на дисплей (экран монитора),
- проектор - для вывода на большой экран,
- устройства для вывода на печать:
- принтер - для вывода информации на бумагу, а также на поверхность дисков;
- широкоформатный принтер ("широкий" принтер) - для вывода на листах форматов: А0, А1, А2 и А3,
- плоттер (графопостроитель) - для вывода векторных изображений (различных чертежей и схем) на бумаге, картоне, кальке;
- каттер (режущий плоттер) - вырезает изображения из пленки, картона по заданному контуру;

устройства вывода (воспроизведения) звука:
- наушники,
- колонки и акустические системы (динамик, усилитель),
- встроенный динамик (PC speaker; Beeper) - для подачи звукового сигнала в случае возникновения ошибки.

устройства ввода-вывода:
- жесткий диск (винчестер) (входящий в него дисковод) - для ввода-вывода информации на жесткие пластины жесткого диска;
- флэшка (флешка или USB-флеш-накопитель) - для ввода-вывода информации на микросхему памяти флэшки
- дисковод оптических дисков - для ввода-вывода информации на оптические диски,
- дисковод гибких дисков - для ввода-вывода информации на дискеты,
- стример - для ввода-вывода информации на картриджи (ленточные носители);
- кардридер - для ввода-вывода информации на карту памяти;
- многофункциональное устройство (МФУ) - копировальный аппарат с дополнительными функциями принтера (вывод данных) и сканера (ввод данных)
- модем (телефонный) - для связи компьютеров через телефонную сеть;
- сетевая плата (сетевая карта или сетевой адаптер) - для подключения персонального компьютера к сети и организации взаимодействия с другими устройствами сети (обмен информацией по сети).

Аппаратное обеспечение компьютера

Вопросы для самоконтроля