Аппаратное обеспечение ПК

Состав

Процессор=ЦПУ. Выполняет все математические расчеты и частично обеспечивает взаимодействие компонентов между собой. Производительность зависит от частоты системной шины.

Память (4 слота)

RAM (ПЗУ) - очень быстрая память, но потребляет много энергии. Место, где данные выполняются. Когда вы включается ваше устройство, оно загружает программы из ROM в RAM и запускает их уже из RAM. Содержит BIOS.

ROM (ОЗУ) - гораздо медленнее RAM, зато требует очень мало энергии. Место, где хранится информация – все программы и операционная система, в которой они выполняются.

DDR, DDR2 и DDR3.

Чипсет - набор микросхем, управляющий процессором, оперативной памятью, кэш-памятью, системными шинами и интерфейсами передачи данных, а также рядом периферийных устройств. = Основная микросхема, отвечает за общее функционирование МП.
Привязан к типу используемого процессора. Строятся на базе:

Южный мост - периферийный контроллер, содержит контроллеры периферийных устройств (контроллер Ethernet, аудио-контроллер), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB).

Северный мост - системный контроллер, обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

BIOS – специальная программа, записанная на чип материнской платы. Именно здесь хранятся все настройки системы.

Главная функция - инициализация устройств, подключенных к МП, сразу после включения компьютера. Т.е. проверяет работоспособность устройств, задает параметры их работы (например, частоту шины процессора), после этого ищет загрузчик ОС на доступных носителях информации и передает управление ОС.

Интерфейс ATA=IDE - параллельный (данные идут сразу пачкой). 40-80 жил. Неудобен - нужны кабели с большим количеством проводов; большие внутрикабельные помехи; ограниченная скорость передачи.

Старые компы.

Интерфейс SATA - последовательный (данные идут друг за другом). Скорость передачи данных и пропускная способность выше. Кабель SATA компактнее.

Слоты расширения - слоты, в которые устанавливаются дополнительные устройства на МП (звуковые карты, видеокарты, сетевые).

PCI

AGP — специализированный слот для подключения видеокарты.

Компоненты МП связаны друг с другом системой проводников (линий), по которым происходит обмен информацией. Эта совокупность линий называется шиной.

По типу передаваемых данных

Шины данных

Шины адреса

Шины управления

По функциональному назначению

Системная шина (или шина CPU)

Шина кэш-памяти

Шина памяти

Шины ввода\вывода

Разновидности

Форм-фактор - стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов. то принципиальное решение производителя, обусловленное желанием создать на рынке несовместимый с существующими продуктами «бренд» (Apple, Commodore) и эксклюзивно производить к нему периферийные устройства и аксессуары.

Контроллер - законченный блок, выполняющий функции управления каким-либо устройством. Совокупность электроники и программной части. Осуществляет общение процессора и периферии.
Собственно, компьютер и есть набор контроллеров.
Устройство <=> Контролер или адаптер <=> Порт <=> Шина. Периферийные устройства подключаются к шине через контроллеры и порты. Контроллеры обеспечивают работу шин.

Первая материнская плата была разработана фирмой IBM и показана в августе 1981 года (РС-1). В 1983 году появился компьютер с увеличенной системной платой (PC-2). Максимум, что могла поддерживать PC-1 без использования плат расширения - 64К памяти. PC-2 имела уже 256К.

Северный мост

Один из элементов чипсета материнской платы, отвечающий за работу с оперативной памятью (RAM), видеоадаптером и процессором (CPU). В современных материнских платах Северного моста не существует, он слился с ЦПУ.

Южный мост

Также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода.
Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору компьютера.

Контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O

DMA контроллер (режим обмена данными между устройствами компьютера или же между устройством и основной памятью, в котором центральный процессор (ЦП) не участвует. Так как данные не пересылаются в ЦП и обратно, скорость передачи увеличивается).

Контроллер прерываний

PATA (IDE) и SATA контроллеры

Часы реального времени (Real Time Clock)

Управление питанием

Энергонезависимую память BIOS

Звуковой контроллер

Виды шин

Системная шина - используется микросхемами Chipset для пересылки информации к CPU и обратно

Шина кэш-памяти - предназначена для обмена информацией между CPU и кэш-памятью

Шина памяти - используется для обмена информацией между оперативной памятью RAM и CPU

Шины ввода/вывода

Локальная - это скоростная шина, предназначенная для обмена информацией между быстродействующими периферийными устройствами (видеоадаптерами, сетевыми картами, картами сканера и др.) и системной шиной под управлением CPU.

Стандартная - используется для подключения к перечисленным выше шинам более медленных устройств (например, мыши, клавиатуры, модемов, старых звуковых карт).

Архитектура шин

Контроллер шины - осуществляет управление процессом обмена данными и служебными сигналами и обычно выполняется в виде отдельной микросхемы либо в виде совместимого набора микросхем. Чем выше разрядность шины, тем больше данных может быть передано за один такт и тем выше производительность ПК.

Шина данных - обеспечивает обмен данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты, и памятью RAM.

Шина адреса - служит для указания адреса к какому-либо устройству ПК, с которым CPU производит обмен данными.

Шина управления - передает ряд служебных сигналов: записи/считывания, готовности к приему/передаче данных, подтверждения приема данных, аппаратного прерывания, управления и других, чтобы обеспечить передачу данных.

История шин

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.
Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять код только для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.
Все устройства на шине работали с одной скоростью. Нельзя было просто так увеличить скорость работы, потому что всё тактовалось на одной частоте. Шина была общей.

Второе поколение

Шины "второго поколения" обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной.
Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких, как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров.

Третье поколение

Шины "третьего поколения" обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.
Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Графический процессор

Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков.

Видеоконтроллер

Отвечает за формирование изображения в видеопамяти, осуществляет обработку запросов центрального процессора. Современные графические адаптеры (AMD, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями.

Видео-ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство, в которое записаны BIOS видеокарты, экранные шрифты, служебные таблицы. ПЗУ не используется видеоконтроллером — к нему обращается только центральный процессор.
BIOS обеспечивает работу видеокарты до загрузки основной операционной системы.

Видео-ОЗУ

Выполняет функцию кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. В современных ОЗУ в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.

RAMDAC

Цифро-аналоговый преобразователь служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор.

TMDS

передатчик цифрового сигнала без ЦАП-преобразований. С распространением ЖК-мониторов и плазменных панелей нужда в передаче аналогового сигнала отпала — они уже не имеют аналоговую составляющую и работают внутри с цифровыми данными. Чтобы избежать лишних преобразований, Silicon Image разрабатывает TDMS.

Коннектор

Видеоадаптеры MDA, Hercules, EGA и CGA оснащались 9-контактным разъёмом типа D-Sub.
Видеоадаптеры VGA имели всего один разъём 15-контактный.
В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI... в количестве от одного до трёх.

Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников, имеет возможность передачи многоканального звука и высококачественного изображения.

DisplayPort позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе аудиоустройства, USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода.

Система охлаждения

Предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.

Жесткий диск

Карты памяти

SD

xD

MS

Дискеты

Приводы

DVD

CD

Сенсорные устройства ввода(Световое перо..Дигитайзер. Сенсорный экран).

Для связи компьютеров по телефонным линиям используется модем. Модем – устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые сигналы) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые). Модем используют вместо сетевых адаптеров в сетях, где каналами связи служат телефонные линии. Модемы бывают внешними и внутренними. Основная характеристика модема – скорость передачи данных (до 56000 бод).

Взаимодействие объектов сети осуществляется по каналам связи, для которых используют разные физические среды. Среда определяет средства соединения компьютеров (по телефонным проводам, по электрическим кабелям, с помощью радиоволн, по оптоволоконным кабелям и т.д.). Все это каналы связи. Их основные характеристики:

скорость передачи данных (пропускная способность), измеряется числом бит в секунду;
надежность (способность передавать информацию без искажений и потерь);
стоимость;
резервы развития.

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовать компьютерные сигналы в сигналы физических сред. Для этого используются сетевые адаптеры

Сетевой адаптер (сетевая карта) – техническое устройство, выполняющее функцию сопряжения компьютеров с каналами связи.

Для того чтобы информацию, переданную одним компьютером, понял другой, необходимы единые правила передачи данных, называемые протоколами. Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому данные разделяются на блоки (пакеты) строго определенной длины, каждый такой пакет сопровождается служебным уведомлением (начало и конец пакета, номер).

К материальным коммуникациям относятся процессы, которые связаны с передачей каких-либо физических объектов. Например, водные коммуникации, транспортные магистрали, газопроводы и т. п.

Информационные коммуникации объединяют процессы, передающие информацию. Это печатные коммуникации, когда общение происходит через книги, журналы, газеты и т. д. Лектории, театры, церкви, концертные залы и пр. определяют аудиторные коммуникации. Видеокоммуникации – это телевидение, кино, видеофильмы. Аудиокоммуникации связаны с радио, звукозаписями, телефоном. Наконец, компьютерные коммуникации – это универсальный вид общения, который обеспечивает передачу информации от текстов до компьютерных программ с помощью носителей (жестких, гибких и лазерных дисков), а также с помощью современных средств связи, включающих компьютеры.
Компьютерные коммуникации позволяют быстро передавать информацию на большие расстояния. Для этого компьютеры объединяются между собой в единую среду. Так появились компьютерные сети.

Компьютерная сеть – система взаимосвязанных компьютеров и терминалов, предназначенных для передачи, хранения и обработки информации.

Объединив компьютеры в сеть, можно использовать совместно многие ресурсы компьютера: память, принтеры, диски и пр. В зависимости от того, являются ли все компьютеры сети равноправными или имеется выделенный центральный компьютер (сервер), сети подразделяют на одноранговые и сети с выделенным сервером. Компьютерные сети бывают локальные, региональные и глобальные.

Сервер – узел сети, который предоставляет свои ресурсы другим узлам (компьютерам и т.д.), но сам при этом не использует их ресурсы. Клиентом называется узел сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не предоставляет (часто его еще называют рабочей станцией)

Локальная сеть (LAN – Local Area Network) – сеть, объединяющая компьютеры, расположенные на небольших расстояниях.

Очень важным является вопрос топологии локальной сети. Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями. Топология определяет требования к оборудо-ванию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети

Существует три основных топологии локальной сети.
Шина Шина (bus). Все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам.
Кольцо Кольцо (ring). Каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута.
Звезда Звезда (star). К одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

Региональная сеть – это сеть, соединяющая компьютеры и локальные сети для решения общей проблемы регионального масштаба.

Корпоративная сеть – это сеть, соединяющая локальные сети в пределах одной корпорации.

Глобальные сети (WAN – Wide Area Network) – это сети, соединяющие компьютеры, удаленные на большие расстояния, для общего использования мировых информационных ресурсов. Они охватывают всю страну, несколько стран и целые континенты.

В глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный адрес, что позволяет «проложить к нему маршрут» для доставки информации.

Уникальность его заключается в том, что кристаллы в ячейках панели располагаются в одной плоскости и всегда параллельны самой панели. Это и создает идеальную визуализацию картинки на мониторе.

Дисплей tft имеет очень много плюсов – это и качественный угол обзора, и короткое время отклика, и отличный контраст. Но зато такой тип потребляет значительно больше энергии, чаще может выходить из строя, т.к. при повреждении хотя бы одного транзистора на экране возникают точки или пятна. Но в целом, такой дисплей очень популярен среди производимых устройств.

В этой технологии, в отличие от tft, нет пикселей, которые состоят из трех частей, которые отвечают за цвет. Здесь каждый пиксель может служить совокупностью нескольких цветовых точек. Этот тип вызвал неоднозначную реакцию у пользователей.

Отличие этого вида дисплея заключается в высоком разрешении с маленьким размером пикселей. Retina выполнен по системе IPS и имеет отличные углы обзора.

Электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Дисплеем в большинстве случаев можно назвать часть законченного устройства, используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом.

Следует различать понятия «дисплей», как часть устройства, и монитор, который может иметь дисплеи разных типов — ЭЛТ, ЖК, плазменный и т. д. Например, мобильный телефон в своём составе имеет дисплей для отображения информации, но он же может иметь и выносной (подключаемый) монитор.

Устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.

КЛАССИФИКАЦИЯ.

*По цветопередаче

монохромные

цветные

*По принципам сканирования

цифровые

аналоговые

*По габаритам

портативные

настольные

производительные стационарные

*По функциональности

стандартные (для бумаги А4, А3)

специальные (для издательских комплексов)

широкоформатные (для изготовления чертежей)

*По скорости копирования

до 6 коп/мин

до 20 коп/мин

до 40 коп/мин

более 40 коп/мин

*По ресурсу

100 копий/день

10000 копий/день

1000000 копий/день

О названии «Ксерокс»

В России и странах бывшего СССР «ксероксами» называют любую копировальную технику, независимо от фирмы-производителя, из-за того, что первые копировальные машины, попавшие в СССР из-за рубежа были произведены фирмой Xerox (произносится «зирокс», однако в русскоязычных странах прижился вариант «ксерокс»). Соответственно, процесс снятия копии документа стали называть «ксерокопированием», а полученную копию — «ксерокопией».

В копировальных аппаратах наиболее распространён электрографический метод печати. Для больших тиражей используется трафаретный метод. Также (в факсимильных аппаратах и недорогих цветных копировальных аппаратах) используется метод струйной печати и метод термопечати. Остальные методы получения изображения распространения не получили или были вытеснены с рынка копировальной техники.

РАЗНОВИДНОСТИ КОПИРОВАЛЬНЫХ АППАРАТОВ

1) портативные копировальные аппараты. Они просты и удобны в эксплуатации. Их можно использовать дома, в командировке или в офисе. Они совсем небольшие, готовы к работе сразу после включения, относительно недорого стоят, но они очень дороги в эксплуатации. По большому счету настольные копиры с подвижной поверхностью рабочего стола, ручной подачей бумаги и производительностью в 5-6 копий в минуту пригодны к использованию лишь в домашних условиях или в очень маленьких организациях и подразделениях. Рекомендуемый объем копирования таких аппаратов – 500 копий в месяц, формат оригинала и копии А4.

2) копировальные аппараты малой производительности – офисные машины производительностью 10-20 копий формата А4 в минуту, пригодные для обслуживания компаний или подразделений с объемом копирования от 1 до 5 тыс. копий в месяц. Это компактные, простые в эксплуатации и неприхотливые машины, легко умещающиеся на любом столе. Подача бумаги осуществляется как в ручную, так и из лотка, который может настраиваться на различные форматы. Функция масштабирования присутствует не всегда. Некоторые модели позволяют печатать документы формата А3, остальные - А4 и меньше. Иногда имеется возможность двухсторонней печати, копирования со сдвоенного оригинала, использования разноцветных тонеров.

3) копировальные аппараты средней производительности. Именно в этой категории копировальных аппаратов компании предлагают наибольшее количество моделей, отличающихся друг от друга скоростью копирования, наличием дополнительных функций и устройств. Это многообразие позволяет пользователю выбрать вариант, наиболее точно соответствующий как его потребностям, так и финансовым возможностям. Производительность таких копиров составляет от 20 до 40 страниц в минуту, они способны изготавливать до 20 тыс. копий в месяц. В стандартную конфигурацию большинства аппаратов этого класса входят устройство для автоматического двухстороннего копирования, многофункциональный активный жидкокристаллический дисплей управления и аудитрон для учета объема и стоимости выполненных работ.
Машины этого типа, особенно расширенной комплектации, могут иметь внушительные размеры и массу до 200 кг.

4) копировальные аппараты высокой производительности. Устройства этого класса – это уже серьезная техника. Производительность таких аппаратов может достигать 90 страниц в минуту, или 200 тыс. копий в месяц. Отнюдь не всякая контора способна загрузить работой подобных монстров. Такие аппараты могут окупиться только в больших организациях с солидными объемами копировальных работ, полиграфических участках крупных компаний, небольших типографиях. Приобретению подобной машины должен предшествовать тщательный анализ целесообразности такого шага с точки зрения финансов.

5) цифровые черно-белые копиры. Цифровые копиры – это комбинация ксерокопировального аппарата, сканера, мощного лазерного принтера, а иногда еще и факса. Цифровая обработка изображения и высокое разрешение позволяют обеспечить качество печати, недоступное аналоговым машинам. Наличие мощного процессора дает возможность корректировать качество, исправляя контуры, убирая тени и т.д. Диапазон масштабирования составляет от 25% до 400%. Скорость печати может быть разной – от 20 до 120 страниц в минуту.

Первый в мире управляемый пальцем сенсорный экран изобрел Е.А. Джонсон.

Доктор Семюэль Херст почти случайно разработал первый в мире резистивный дисплей.

PLATO IV создан первый графический планшет, действовавший по четырех проводному резистивному принципу.

В университете Торонто представлен сенсорный дисплей, понимающий прикосновение нескольких пальцев одновременно(мультитач). в том же году компания Elographics представила телевизор с сенсорным экраном.

Майрон Крюгер представил сенсорную технологию распознавания отпечатков пальцев.

Вышел компьютер HP-150 с сенсорным экраном на ИК-Сетке.

Боб Боуи из Bell Labs представил первое мультитач покрытие для дисплеев.

представлен первый в мире телефон с сенсорным дисплеем -Simon Personal Communicator.устройство было разработано совместными усилиями компаний IBM и BellSouth.

Apple представила корманный компьютер Newton PDA С сенсорным экраном.

Компания Palm представила первое поколение карманных компьютеров Pilot.

Уейн Вестерман и Джон Элиас, создали компанию, специализированную на создании мультисенсорных устройств.

Усилиями Вестермана и Элиаса создан первое мультисенсорное устройство PortfolioWall для дизайнеров.

Sony показала SmartSkin-сенсорную поверхность с емкостной технологией.

DSI Datotech анонсировала HandGear многоточечную сенсорную поверхность. К сожалению, ее так и не выпустили.

эндрю Д. Випсон разработал TouchLight-первый в мире 3D сенсорный экран.

Джефф Хан представил безинтерфейсный, сенсорный дисплей TED.

Microsoft представила сенсорный стол Surface.

Samsung и Microsoft продемонстрировали сенсорный дисплей SUR40 с технологией PixelSense.

Microsoft переименовала технологию сенсорного стола Surface в Pixelsense.

Сенсорный дисплей значительно упрощает управление сотовым телефоном, КПК или GPS-навигатором.

Высокая безопасность. При использовании сенсорного дисплея риск получения злоумышленниками ваших данных для доступа к банковскому счету (рис. вверху) с помощью программ-кейлоггеров сводится к минимуму.

Моноблок TouchSmart компании Hewlett-Packard, который представляет собой симбиоз компьютера и монитора, объединенных в одном корпусе. Управлять TouchSmart легко и удобно

Термопечать.
Печатают на рулонной термочувствительной бумаге специальной термоголовкой.
Достоинства:
Нет шума, нет запаха.
Простая конструкция.
Не требуется техническое обслуживание.
Недостатки:
Бумага сворачивается в трубочку.
Долго не хранится
Невозможно подшить в дело, нужно делать копии.
Низкое качество печати.
Невозможна передача полутонов.

термоперенос
В этих факсах изображение под действием нагревания со специальной пленки с красителем, как с ленты пишущей машинки, переносится на обычную бумагу.
Недостатки:
Очень дорогая пленка.
Низкое качество.
Не передаются полутона.

Струйная печать.
Жидкие чернила поступают из специальной головки.
Достоинства:
Дешевая конструкция.
Hедостатки:
Относительно высокие эксплуатационные расходы;
Относительно низкая стойкость изображения;
Шумность;
Низкая скорость печати по сравнению с лазерными факсами;
Большая вероятность засыхания печатающей головки.