Базовая конфигурация персонального компьютера. Базовая аппаратная конфигурация ПК

Задание № 1.

Базовая конфигурация персонального компьютера.

Базовая аппаратная конфигурация ПК

В настоящее время в базовой  конфигурации рассматривают четыре 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, — внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Монитор

Монитор  —  устройство визуального  представления данных. Это не единственно  возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты. Сейчас наиболее распространены мониторы двух основных типов на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и плоские жидкокристаллические (ЖК). ЭЛТ - мониторы обеспечивают лучшее качество изображения, но в пользу  жидкокристаллических  мониторов  говорит  их  компактность,  небольшой  вес,  идеально  плоская поверхность экрана.

Размер  монитора  измеряется  между противоположными  углами  видимой  части  экрана  по  диагонали. Единица измерения — дюймы. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; 19"; 20"; 21".

Шаг маски  Изображение на экране  ЭЛТ - монитора  получается в результате облучения люминофорного  покрытия  остронаправленным  пучком  электронов,  разогнанных  в  вакуумной  колбе.  Для  получения  цветного изображения  люминофорное  покрытие  имеет  точки  или  полоски  трех  типов,  светящиеся  красным,  зеленым  и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку и изображение было четким, перед люминофором ставят маску  —  панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Часть мониторов оснащена маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность изображения. Чем меньше шаг между отверстиями или щелями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение. Шаг  маски  измеряют  в  долях  миллиметра.  В  настоящее  время  наиболее  распространены  мониторы  с шагом маски 0,24-0,26 мм.

На экране жидкокристаллического  монитора изображение образуется в результате прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного напряжения. Элементарная триада состоит из трех ячеек зеленого, красного и синего цвета и соответствует одному пикселю экрана.  Размер монитора  по  диагонали  и  разрешение  экрана  однозначно  определяет  размер  такой  триады  и,  тем  самым, зернистость изображения.

Частота  регенерации  (обновления)  изображения показывает,  сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют  частотой кадров).  Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера хотя предельные возможности определяет все-таки монитор. Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она  выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения может быть заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Для ЭЛТ - мониторов минимальным считают значение 75 Гц, нормативным — 85 Гц и комфортным — 100 Гц и более. У жидкокристаллических мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Для них частота  обновления в 75 Гц уже считается

комфортной.

Класс  защиты  монитора  определяется  стандартом,  которому  соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности.

Клавиатура

Клавиатура  —  клавишное  устройство управления  персональным  компьютером.  Служит  для ввода алфавитно-цифровых  (знаковых)  данных,  а  также  команд  управления.  Комбинация  монитора  и  клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Клавиатура  относится  к  стандартным  средствам  персонального  компьютера.  Ее  основные  функции  не нуждаются  в  поддержке  специальными  системными  программами  (драйверами).  Необходимое  программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

 

 

 

Мышь

Мышь  —  устройство  управления  манипуляторного  типа.  Перемещение  мыши  по  плоской  поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

В  отличие  от  рассмотренной  ранее  клавиатуры  мышь  не  является  стандартным  органом  управления,  и персональный  компьютер  не  имеет  для  нее  выделенного  порта.  Она  нуждается  в  поддержке  специальной системной программы  —  драйвера мыши.  Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера.

К  числу  регулируемых  параметров  мыши  относятся:  чувствительность  (выражает  величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок, а  также  чувствительность  к  двойному  нажатию  (максимальный  интервал  времени,  при  котором  два  щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок). Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим.

Внутренние устройства системного блока

Материнская плата

Материнская плата — основная плата  персонального компьютера. На ней  размещаются:

•  процессор  — основная  микросхема,  выполняющая большинство математических  и логических операций;

•  микропроцессорный  комплект  (чипсет)  — набор микросхем,  управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

•  шины  — наборы  проводников,  по  которым происходит  обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

•  оперативная  память  (оперативное  запоминающее  устройство,  ОЗУ)  — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;

•  ПЗУ  (постоянное  запоминающее  устройство)  — микросхема,  предназначенная  для  длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

• разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Жесткий диск

Жесткий  диск  — основное  устройство  для долговременного хранения  больших объемов данных  и программ.

Управление  работой  жесткого  диска  выполняет  специальное  аппаратно-логическое  устройство  - контроллер жесткого диска

К основным параметрам жестких дисков относятся:

- емкость;

- производительность.

Дисковод гибких дисков

В  новейших  компьютерах  происходит  постепенный  отказ  и  от  этого  типа  носителей,  которые вытесняются записывающими дисководами CD-RW,DVD-RW.

Дисковод компакт-дисков CD-ROM

Аббревиатура  CD-ROM  (Compact Disc Read-Only  Memory)  переводится на русский язык как  постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых  данных  с помощью лазерного луча, отражающегося  от  поверхности  диска.  Цифровая  запись  на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.

Основным  недостатком  стандартных  дисководов  CD-RОМ  является  невозможность  записи  данных (предназначен только для многократного чтения), но параллельно с ними сегодня существуют:

- компакт-диски DVD-R и CD-R - предназначены для однократной записи и многократного чтения

- компакт-диск CD-RW – для многократных записи и чтения информации.

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных.

Видеокарта (видеоадаптер)

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального  компьютера. Физически  видеоадаптер  выполнен  в  виде  отдельной  дочерней  платы,  которая  вставляется  в  один  из слотов  материнской  платы  и  называется  видеокартой.  Видеоадаптер  взял  на  себя  функции  видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

За  время  существования  персональных  компьютеров  сменилось  несколько  стандартов  видеоадаптеров: MDA  (монохромный);  CGA  (4  цвета);  EGA  (16  цветов);  VGA  (256  цветов).  В настоящее время применяются видеоадаптеры  SVGA,  обеспечивающие  по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного  выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640x480,  800x600,1024x768,1152x864; 1280x1024 точек и далее).

 

Параметры видеоподсистемы.

-  Разрешение экрана  (является одним из важнейших). Для каждого размера монитора существует свое оптимальное разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер.

-  Цветовое  разрешение  (глубина цвета)  определяет  количество  различных оттенков,  которые может принимать отдельная точка экрана.

- Видеоускорение  — одно  из  свойств видеоадаптера,  которое заключается в том,  что часть операций  по построению  изображений может происходить без выполнения  математических  вычислений  в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем — преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя.

Звуковая карта

Качество звука, оцифрованного звуковой картой, определяется такими параметрами, как 

- частота дискретизации звука

- глубина кодирования

Важнейшим  параметром  кодирования  звука  является  частота  дискретизации  звука,  то  есть  количество преобразований  аналогового  звука  в  цифровую  форму,  выполняемых  за  одну  секунду.  При  квантовании  звука определяется  номер  подуровня  квантования,  в  который  попадает  дискретное  значение  звукового  давления.

Количество бит, используемых для  записи номеров подуровней, называется глубиной кодирования звука. Чем больше частота дискретизации и глубина кодирования, тем выше качество звука и тем больше при воспроизведении он будет похож на оригинал. Основным  параметром  звуковой  карты  является  разрядность,  определяющая  количество  битов,

используемых  при  преобразовании  сигналов  из  аналоговой  в  цифровую  форму  и  наоборот.  Чем  выше разрядность,  тем  меньше  погрешность,  связанная  с  оцифровкой,  тем  выше  качество  звучания.  Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.

Системы, расположенные  на материнской плате

Оперативная память

Оперативная память (RAM —  Random Access Memory)  —  это массив кристаллических  ячеек, способных хранить  данные.  Существует  много  различных  типов  оперативной  памяти,  но  с  точки  зрения  физического принципа действия различают:

- динамическую память (DRAM)

- статическую память (SRAM).

Ячейки  динамической  памяти  (DRAM)  можно  представить  в  виде  микроконденсаторов,  способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный  и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные  процессы,  то  есть  запись  данных  происходит  сравнительно  медленно.  Второй  важный  недостаток связан  с  тем,  что  заряды  ячеек  имеют  свойство  рассеиваться  в  пространстве,  причем  весьма  быстро.  Если оперативную  память  постоянно  не  «подзаряжать»,  утрата  данных  происходит  через  несколько  сотых  долей секунды.

Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек  оперативной  памяти.  Регенерация осуществляется  несколько десятков  раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.

Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные  микроэлементы — триггеры, состоящие  из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен),  поэтому этот  тип памяти  обеспечивает  более высокое быстродействие,  хотя  технологически  он  сложнее и, соответственно, дороже.

Микросхемы динамической  памяти используют в качестве основной  оперативной памяти  компьютера. Микросхемы  статической  памяти  используют  в  качестве  вспомогательной  памяти  (так  называемой  кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.

Каждая  ячейка  памяти  имеет  свой  адрес,  который  выражается  числом.  В  большинстве  современных процессоров  предельный  размер  адреса  обычно  составляет  32  разряда,  а  это  означает,  что  всего  независимых адресов  может  быть  2³². Одна  адресуемая  ячейка  содержит  один  байт  данных. Таким  образом,  в  современных компьютерах  возможна  непосредственная  адресация  к  полю  памяти  размером  2³² байт  =  4  Гбайт.  Однако  это отнюдь  не  означает,  что  именно  столько  оперативной  памяти  непременно  должно  быть  в  компьютере. Предельный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом  (чипсетом)  материнской платы и обычно не может превосходить нескольких Гбайт. Минимальный объем  памяти  определяется  требованиями  операционной  системы  и  для  современных  компьютеров  составляет 128 Мбайт.

Оперативная  память  в  компьютере  размещается  на  стандартных  панельках,  называемых  модулями. Модули  оперативной  памяти  вставляют  в  соответствующие  разъемы  на  материнской  плате.  Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и скорость передачи данных.