Устройство персонального компьютера

Любой компьютер включает в себя следующие пять видов устройств: процессор, оперативную память, долговременную память, устройства ввода и устройства вывода.

Основная часть любого компьютера, содержащая в себе практически все основные устройства, называется системным блоком. На его передней панели обычно присутствует кнопка включения питания и кнопка сброса <Reset>. К системному блоку подключены главные устройства ввода-вывода информации – монитор, клавиатура и мышь. Все устройства, расположенные внутри системного блока, называются внутренними. Остальные устройства – внешние, периферийные. Упрощенная схема персонального компьютера представлена на рис. 1.

Северный мост (чипсет)

Оперативная память

Видеосистема

Южный мост

Порты для связи с периферией

Устройства хранения данных

Шина

Центральный процессор

Корпус

Устройства вывода

Устройства ввода

Рис. 1. Упрощенная схема компонентов персонального компьютера

Внутренние устройства

1. Блок питания. Преобразует переменное напряжение сети в постоянное напряжение требуемой низкой величины и подает его на электронные схемы и другие узлы ПК.

2. Материнская плата. Материнская плата содержит:

а) «гнездо» для установки процессора;

б)слот (разъем) для видеокарты (AGP – Advance Graphic Port или
PCI-E – Peripheral Component Interconnect-Express);

в) слоты шины PCI для подключения периферийных устройств (например, аналогово-цифровых преобразователей);

г) слоты для установки оперативной памяти;

д) разъемы для подключения жестких дисков (контроллеры E-IDE, P-ATA и S-ATA);

е) постоянное запоминающее устройство, содержащее базовую систему ввода-вывода, BIOS (Basic Input-Output System);

ж) микросхемы системной логики («северный» и «южный» мосты).

3. Процессор. Устройство, выполняющее вычислительные и (или) логические операции над данными. Основными параметрами процессора, определяющими его производительность, являются разрядность, рабочая тактовая частота и размер кэш-памяти. Процессор закрыт системой охлаждения (радиатор и вентилятор).

4. Винчестер (жесткий диск). К основным параметрам винчестеров относят емкость и производительность (среднее время доступа). Емкость современных винчестеров – сотни гигабайт, среднее время доступа – несколько микросекунд. Винчестер состоит из следующих блоков:

а) диски, покрытые магнитным материалом. Магнитная поверхность каждого диска разделена на концентрические «дорожки», которые, в свою очередь, делятся на отрезки-сектора. Цилиндр – это сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали, по всем рабочим поверхностям;

б) механика жесткого диска, ответственная за вращение массива дисков и точное позиционирование системы читающих головок;

в) микросхемы, ответственные за обработку данных, коррекцию возможных ошибок и управление механической частью, а также микросхемы кэш-памяти.

5. Оперативная память. Отличие оперативной памяти от постоянной, дисковой, в том, что информация хранится в ней не постоянно, а временно.
В оперативной памяти хранятся как данные, так и программы, с которыми компьютер работает в данный момент времени. Оперативная память обладает высоким быстродействием.

6. Микросхема BIOS. Базовая система ввода-вывода предназначена для управления подключенными к компьютеру устройствами и контроля над ними. Это первая программа, с которой начинает работать компьютер непосредственно после его включения. В отличие от большинства других программ, BIOS находится не на жестком диске, а на отдельной микросхеме материнской платы с автономным питанием от батарейки.

7. Видеокарта. Предназначена для предобработки видеоинформации перед выводом на монитор. Основной характеристикой видеокарты является объем видеопамяти (порядка сотен мегабайт), предназначенной специально для хранения видеоинформации.

8. Звуковая карта.Предназначена для работы с двумя видами форматов звука: цифровым (например, WAV, MP3-формат) и синтезированным (MIDI, OGG-формат). Цифровой звук – это точная копия звука на аналоговом носителе. В MIDI-формате звук описывается как набор команд для некоторых музыкальных инструментов, поддерживаемых звуковой картой.

9. Устройства для чтения CD и DVD дисков. Предназначены для чтения и (или) записи компакт-дисков (CD) и универсальных цифровых дисков (DVD). DVD диски отличаются от CD дисков большей плотностью дорожек на диске.

10. Устройста для чтения с электронных носителей информации. Предназначены для чтения-записи информации на устройства flash-типа («флэшки»), карты памяти мобильных устройств.

11. Контроллеры и разъемы (порты) для подключения внешних устройств:

а) параллельный порт (LPT) (25-контактный разъем). Предназначен для подключения принтера;

б) порт PS/2. Предназначен для подключения клавиатуры и мыши;

в) COM-порт. Контроллер COM-порта поддерживает обмен данными по протоколу с открытой спецификацией RS-232. Порт может использоваться для подключения к ПК внешних устройств медико-биологического назначения;

г) последовательный порт USB. Этот порт, предназначенный для множества современных устройств (сканер, веб-камера, мышь, клавиатура, съемные носители памяти), призван заменить все разнообразие портов. К одному USB-порту «по цепочке» может быть одновременно подключено до 127 устройств. Контроллер USB-порта поддерживает обмен данными по протоколу с закрытой (т. е. недоступной бесплатно) спецификацией USB. Этот порт может использоваться для подключения к ПК внешних устройств медико-биологического назначения, созданных крупными разработчиками, например, электроэнцефалографов и электрокардиографов;

д) порт FireWire (IEEE 1394). Это порт обеспечивает большую скорость передачи (до 50 Мбайт/с), чем USB. Он предназначен, например, для подключения цифровой видеокамеры.