Komputer określany mianem PC (Personal Computer), czyli osobisty, zdobył największą popularność, zarówno w różnych dziedzinach działalności zawodowej, jak i w domach. Określenie PC spotyka cię w literaturze fachowej, reklamach i mowie potocznej od 1981 roku, kiedy to firma IBM (International Business Machines Corporation) wprowadziła na rynek mikrokomputer serii IBM PC. Komputer (mikrokomputer) jest to zestaw urządzeń elektronicznych, realizujący przetwarzanie informacji (danych). Pojęcie przetwarzania danych jest bardzo szerokie, bo kryje się pod nim zarówno przetwarzanie prostych i złożonych tekstów, organizacja baz danych, realizacja obliczeń finansowych a także przetwarzanie grafiki oraz dźwięku w praktycznie dowolnej postaci. Za pomocą komputera można sterować innymi urządzeniami takimi jak np. centrala telefoniczna. Aby właściwie i efektywnie wykorzystywać komputer istnieje konieczność posiadania odpowiedniego oprogramowania. Na zamówienie firmy IMB został opracowany przez firmę Microsoft dziś już coraz rzadziej stosowany system operacyjny DOS (Disk Operating System). Obecnie jego miejsce zajmuje opracowany także przez tą samą firmę system Windows 98, Milenium, XP, NT. Poza systemem operacyjnym do pracy komputera niezbędne są również inne programy umożliwiające obsługę urządzeń zewnętrznych takich jak monitor czy drukarka. W związku
z bardzo dynamicznie rozwijającym się rynkiem komputerów programy i systemy operacyjne stają się coraz prostsze w obsłudze, przez co są bardziej przyjazne dla użytkownika.
Przez ostatnie dziesięciolecia, w związku z bardzo dynamicznym rozwojem zaawansowanej techniki, budowa komputera uległa znacznym zmianom. Obecnie we wnętrzu komputera znajduje się cały szereg układów i urządzeń elektronicznych spełniających różne funkcje. Tymi najważniejszymi są procesor, pamięć operacyjna, dysk twardy oraz karty rozszerzeń takie jak karta graficzna, dźwiękowa, modem itp. Poza tym do komputera dołączane są urządzenia peryferyjne, które można podzielić na dwie grupy: wejścia i wyjścia. Do tych pierwszych należą chociażby mysz, joystick, klawiatura czy skaner i służą do wprowadzania informacji do pamięci komputera. Natomiast urządzenia wyjścia służą do wyprowadzania informacji. Można do nich zaliczyć monitor, drukarkę, głośniki itp. Niektóre urządzenia jak np. dyski są zaliczane zarówno do urządzeń wejścia jak i wyjścia. Poszczególne elementy komputera łączy specjalny system tzw. magistrala danych. Dzięki niej możliwy jest swobodny transfer między poszczególnymi komponentami oraz urządzeniami peryferyjnymi.
PŁYTA GŁÓWNA
Procesor jest urządzeniem uniwersalnym, jednak do pełnego wykorzystania swoich możliwości potrzebuje wielu dodatkowych elementów. Typowy komputer ma więc budowę modułową - poszczególne elementy można zestawiać ze sobą (w obrębie pewnych grup modeli) dostosowując urządzenie do funkcji jakie ma pełnić.
Podstawowym elementem każdego komputera jest płyta główna (ang. mainboard). Większość pozostałych elementów komputera umieszczona jest na niej w specjalnych złączach lub podłączona z zewnątrz specjalnymi przewodami. Konstrukcja płyty może być różna - inaczej zbudowane i wyposażone są płyty dla wielkich serwerów, komputerów PC, notebooków lub kieszonkowych palmtopów, ale elementy funkcjonalne są podobne i można je prześledzić na przykładzie płyty dla komputera PC.
• Gniazdo procesora głównego .Płyta główna zawiera przynajmniej jedno gniazdo do instalacji procesora. Typ gniazda jest związany z określoną grupą modeli procesorów i umożliwia szybki montaż lub wymianę. Notebooki lub komputery miniaturowe wykorzystują często procesory montowane bezpośrednio na płycie, których użytkownik nie może samodzielnie wymienić bez specjalistycznych narzędzi.
• Zestaw układów wspomagających (ang. chipset)
Jest to grupa układów scalonych definiujących podstawowe parametry systemu komputerowego. Służy ona do obsługi komunikacji procesora z innymi elementami, takimi jak pamięć RAM, dyski, podsystemy graficzne i układy do komunikacji z urządzeniami zewnętrznymi komputera. Określa również możliwość zestawiania określonego modelu procesora z pozostałymi elementami komputera np. typ pamięci RAM, rodzaj dysków twardych.
• Gniazdo karty graficznej
Służy do instalacji kart graficznych, wyposażonych we własne, specja- lizowane procesory graficzne, które odciążają procesor główny od wykonywania zadań związanych z obliczaniem (np. grafiki trójwymiaro- wej) i wyświetlaniem obrazu. Obecnie, w komputerach PC standardowym rozwiązaniem jest gniazdo typu AGP. W tanich modelach komputerów lub sprzęcie, gdzie efekty graficzne nie mają dużego znaczenia, stosuje się układy zintegrowane z płytą główną, a funkcje graficzne są obsługiwane przez procesor główny lub chipset.
• Gniazda kart rozszerzeń
Standardowymi, uniwersalnymi elementami zwiększającymi funkcjonalność komputera PC są gniazda PCI, które pozwalają na instalację różnego rodzaju elementów dodatkowych, jak modemy, karty sieciowe, dźwiękowe, karty do edycji wideo. Starszym i obecnie już zanikającym standardem jest gniazdo typu ISA.
• Gniazda pamięci RAM
•Interfejsy wewnętrzne i zewnętrzne .Typowa architektura komputera zakłada możliwość podłączania elementów wewnętrznych, jak napędy dyskowe, taśmowe, CD-ROM, DVD, stacje dyskietek oraz podłączania urządzeń zewnętrznych, jak klawiatura, mysz, drukarka itd. Płyty główne są wyposażone w zespoły funkcjonal- nie powiązanych złączy i elektronicznych układów sterujących trans- misją zwanych interfejsami. Podstawowym interfejsem wewnętrznym jest IDE - (najnowsza jego wersja to Ultra ATA/100). Typowe interfejsy zewnętrzne to szeregowy (COM), równoległy (LPT) oraz specjalizowane złącza dla klawiatury i myszy PS/2. Są one stopniowo zastępowane przez nowy uniwersalny interfejs USB, który umożliwia współpracę z większością urządzeń zewnętrznych. Dyski magnetyczne (dyski twarde) są elementami komputera zwykle umieszczanymi poza płytą główną i stanowią tzw. pamięć masową komputera. Umożliwiają one przechowywanie ogromnych ilości informacji, również po wyłączeniu zasilania.
PROCESOR
Procesor (CPU - Central Processing Unit) jest to centralna jednostka obliczeniowa, a więc serce każdego komputera. To właśnie on zajmuje się wykonywaniem uruchamianych programów i przetwarzaniem danych. Tak naprawdę na mikroprocesor składa się wiele zintegrowanych układów scalonych. Procesor centralny składa się z trzech części: arytmometru, czyli jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU-ang. Arithmetic and Logic Unit), jednostki sterującej oraz rejestrów.
Procesor (CPU - centralna jednostka wykonawcza) to uklad scalony, którego dzialanie polega na wykonywaniu instrukcji programów. Nadzoruje on i synchronizuje prace wszystkich urzadzen w komputerze. Charakterystyczne cechy, które odrózniaja procesory od siebie to:
architektura (CISC lub RISC)
liczba bitów przetwarzana w jednym takcie
częstotliwość taktowania podawana w MHz
W arytmometrze odbywają się wszystkie obliczenia realizowane przez komputer. Jednostka sterująca odpowiada natomiast za dostarczanie arytmometrowi danych do obliczeń z pamięci operacyjnej, przekazanie wyników z powrotem do pamięci oraz za właściwą kolejność przetwarzania danych. Rejestr składa się z niewielkich komórek pamięci, w których przechowuje się adresy wybranych miejsc pamięci operacyjnej oraz dane i wyniki obliczeń. W wyróżnionym rejestrze nazywanym licznikiem rozkazów jest umieszczany adres miejsca w pamięci wewnętrznej zawierającego bieżące zakodowane polecenie dla procesora. Procesor centralny w pełni nadzoruje pracę komputera, której najmniejszą jednostką jest cykl rozkazowy. Transfer informacji między poszczególnymi sekcjami procesora odbywa się za pomocą magistral. Oddzielne kanały są przeznaczone dla danych (magistrala danych), a oddzielne dla instrukcji przesyłanych między ALU i kontrolerem (magistrala kontrolera). Magistrala adresowa służy z kolei do przekazywania informacji między jednostką arytmetyczno-logiczną, a rejestrem. Procesor wyposażony jest także w zegar wyznaczający jego własną częstotliwość, z jaką odbywają się wszystkie przeprowadzane w nim operacje. Im wyższa częstotliwość taktowania, tym procesor jest szybszy. Do skomplikowanych obliczeń matematycznych starszego typu procesory 386 lub 486 potrzebowały wsparcia w postaci koprocesora matematycznego. Jest on wyspecjalizowany w obliczeniach arytmetycznych i odciąża głowny procesor przy dokonywaniu szczególnie dużej liczby obliczeń.
Architektura procesora:
CISC - według architektury CISC były tworzone pierwsze procesory, które wyposażano w pełny zestaw instrukcji mający im zapewnić wykonanie każdego polecenia użytkownika (a konkretnie programu)
RISC - rodzaj architektury procesora, według której produkowane są najnowocześniejsze i najbardziej wydajne procesory, w którym obliczenia mają zredukowany zestaw instrukcji.
- liczba bitów przetwarzanych w jednym cyklu
- częstotliwość taktowania podawana w MHz, lub w GHz
Gniazda procesorów
SLOT 1 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny Intel Pentium II i Pentium III
SLOT A - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny AMD Athlon
SOCKET 7 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny Intel Caleron
SOCKET 370 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny Intel Pentium, Cyrix, Texas Instruments i AMD/AMD K6
Wszystkie wspólczesne procesory maja podobna architekture oparta na superskalarnym jadrze RISC (arcitektura procesora o uproszczonej liscie rozkazów). Jeszcze kilka lat temu procesory zaliczano do rodziny CISC (architektura procesora wykorzystujaca zlozona liste rozkazów). Dzisiaj, dzieki zastosowaniu w nich techniki przekodowywania rozkazów, uzyskano ogromne zwiekszenie wydajnosci procesora, a RISC-owa konstrukcja umozliwia stosowanie wysokich czestotliwosci zegara.
Zasada dzialania procesora
Ze wzgledu na przeplyw danych i rozkazów w procesorze, mozna wyróznic w nim kilka zasadniczych modulów:
1. Blok wstepnego pobierania i dekodowania instrukcji. Odpowiada on za dostarczenie kolejnych polecen z pamieci operacyjnej i przekazanie ich do odpowiedniej jednostki wykonawczej.
2. Glówny blok wykonawczy to jednostka arytmetyczno-logiczna ALU. Zapewnia ona prawidlowe przetworzenie wszystkich danych staloprzecinkowych. ALU wyposazony jest w niewielka zintegrowana pamiec, nazywana zestawem rejestrów. Kazdy rejestr to pojedyncza komórka uzywana do chwilowego przechowywania danych i wyników.
3. FPU, czyli koprocesor wykonujacy wszystkie obliczenia zmiennoprzecinkowe
4. Po zakonczeniu "obliczen" dane bedace wynikiem przetwarzania trafiaja do modulu wyjsciowego procesora. Jego zadaniem jest przekierowanie nadchodzacych informacji np. do odpowiedniego adresu w pamieci operacyjnej lub urzadzenia wejscia/wyjscia.
PAMIĘĆ WEWNĘTRZNA
Pamięć wewnętrzną dzielimy na dwie składowe: pamięć operacyjną i stałą. Ta pierwsza to pamięć RAM (ang. Random Access Memory), czyli pamięć o swobodnym dostępie (tzn. odczytanie lub zapisanie pojedynczej porcji informacji w dowolnym miejscu jest jednakowo łatwe i trwa tyle samo czasu). W czasie pracy komputera są w niej umieszczane informacje będące bieżącym obiektem przetwarzania. Z pamięci operacyjnej wyodrębnia się pamięć buforową, która jest wykorzystywana do przyspieszania wymiany większej ilości informacji. Z RAM-u procesor czerpie informacje, a także przesyła wyniki swej pracy. Jednak RAM nie służy tylko do przechowywania danych. Każdy program i system operacyjny zanim zostaną uruchomione, muszą najpierw zostać załadowane do RAM-u. Opłaca się to, ponieważ system może dotrzeć do informacji przechowywanych w RAM bardzo szybko. Jednak pamięć RAM jest określana jako ulotna, ponieważ wraz z odcięciem zasilania do komputera traci się jej całą zawartość.
Moduły RAM różnią się od siebie pojemnością, wymiarami, kształtami, prędkościami.
• Moduły SIMM (Single In Line Memory Module) posiadają 32-bitową (36-bitową z funkcją parzystości) szerokość danych, dzielą się na dwa rodzaje: 30 - pinowe i 72 - pinowe (piny - to pozłacane pionowe złącza znajdujące się na dolnej krawędzi). Pojemności, w jakich występują to 4, 8, 16, 32, 64 oraz 128 MB. We wszystkich systemach dysponujących 64-bitową magistralą SIMM-y instalujemy parami. W postaci SIMM-ów występują pamięci FPM oraz EDO. Produkcja pamięci SIMM jest już zaprzestana (nowe chipsety obsługujące Slot 1 oraz Super 7 posiadają podstawki tylko pod moduły DIMM).
- FPM (Fast Page Mode) - jest to zamierzchła przeszłość, pamięci tego typu były stosowane tylko w maszynach klasy 486. Czas dostępu wynosił 70 lub 60 ns. Układy te charakteryzowały się niską wydajnością.
- EDO (Extended Data Output) - do niedawna najpopularniejsza pamięć w świecie PC (wykorzystywana nie tylko jako pamięć operacyjna, ale również jako pamięć kart graficznych). Produkowane były wersje o czasie dostępu 60, 50, 40, 35, 30 oraz 28 ns.
• Moduły DIMM (Dual In Line Memory Module) dysponują 64-bitową (72-bitową z funkcją ECC) szerokością danych, posiadają 168 styków. Pojemności w jakich występują to 16, 32, 64, 128 oraz 256 MB. Najczęściej spotykanym rodzajem tych pamięci są pamięci - SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) - najpopularniejszy obecnie rodzaj pamięci stosowanej do komputerów PC (bardzo popularny również jako pamięć nowoczesnych kart graficznych SGRAM). SDRAM-y występują w wersjach o czasie dostępu 12, 10, 8 lub 6 ns, przy czym czas dostępu 8 lub 6 ns jest wymagany do poprawnej pracy z magistralą 100Mhz (tzw. PC100 SDRAM). Najważniejszą cechą tego rodzaju pamięci jest możliwość pracy zgodnie z taktem zegara systemowego , co powoduje olbrzymi wzrost wydajności. Inną ważną cechą pamięci SDRAM jest tryb burst umożliwiający kontrolę prędkości transferu danych oraz eliminację cykli oczekiwania (wait states).
W chwili obecnej możliwości pamięci SDRAM są niewystarczające (przede wszystkim - ich częstotliwość pracy). W przypadku najnowszych procesorów potrzebne są pamięci w znacznie wyższych częstotliwościach - ok. 200Mhz.
Pojawiły się już pamięci RAMBUS - które mogą pracować z częstotliwością 400Mhz i osiągają transfer danych rzędu 1,6 gigabajta na sekundę, ale posiadają jedną zasadniczą wadę - są o ok. 45% droższe od pamięci SDRAM i wymagają specjalnie dedykowanych dla nich płyt głównych. Pamięć operacyjna podzielona jest na rozłączne segmenty. Występują tam tablice deskryptorów, a wśród nich lokalna (dane aktualnie otwartych programów) i globalna tablica deskryptorów (informacje komórek systemowych i wspólne dla wielu programów). W tablicach tych występują deskryptory, które ułatwiają znalezienia potrzebnej informacji. Przedstawiony poniżej schemat obrazuje budowę i podział pamięci.
Drugim rodzajem pamięci wewnętrznej jest pamięć stała tzw. ROM (ang. Read Only Memory), z której można tylko i wyłącznie odczytywać informacje. Użytkownik nie może wprowadzać w niej żadnych zmian. W ROM-ie przechowywane są często używane, niezmienne informacje wspomagające prawidłowe działanie komputera. Przykładem może być BIOS (ang. Basic Input Output System). Po każdorazowym włączeniu komputera pobierane są z BIOS-u odpowiednie instrukcje procedury startowej, które zawierają testy różnych elementów, przygotowują współpracę z ekranem oraz klawiaturą i rozpoczynają ładowanie systemu operacyjnego z dysku (lub dyskietki startowej). BIOS troszczy się także o to, aby sygnały wychodzące z klawiatury przetwarzane były do postaci zrozumiałej dla procesora. BIOS posiada własną, niewielką pamięć, w której zapisane są informacje na temat daty, godziny oraz dane na temat urządzeń zainstalowanych na komputerze.
DYSK TWARDY
Dysk twardy, jak wiadomo, służy do przechowywania w komputerze danych. Składa się z następujących części:
• obudowy, której zadaniem jest ochrona znajdujących się w niej elementów przed uszkodzeniami mechanicznymi a także przed wszelkimi cząsteczkami zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu. Jest to konieczne, gdyż nawet najmniejsza cząstka "kurzu" ma wymiary większe niż odległość pomiędzy głowicą a powierzchnią nośnika, tak więc mogłaby ona zakłócić odczyt danych, a nawet uszkodzić powierzchnię dysku.
• elementów elektronicznych, których celem jest kontrola ustalenia głowicy nad wybranym miejscem dysku, odczyt i zapis danych oraz ich ewentualna korekcja. Jest to w zasadzie osobny komputer, którego zadaniem jest "jedynie" obsługa dysku.
• nośnika magnetycznego, umieszczonego na wielu wirujących "talerzach" wykonanych najczęściej ze stopów aluminium. Zapewnia to ich niewielką masę, a więc niewielką bezwładność co umożliwia zastosowanie silników napędowych mniejszej mocy, a także szybsze rozpędzanie się "talerzy" do prędkości roboczej.
• elementów mechanicznych, których to zadaniem jest szybkie przesuwanie głowicy nad wybrane miejsce dysku realizowane za pomocą silnika krokowego. Wskazane jest stosowanie materiałów lekkich o dużej wytrzymałości co dzięki małej ich bezwładności zapewnia szybkie i sprawne wykonywanie postawionych zadań.
Strukturalnie zaś dysk twardy jest podzielony na partycje, czyli rozłączne obszary, którym system operacyjny przypisuje litery napędów. Rozróżniamy przy tym partycje pierwotne (primary) i rozszerzone (extended). Pliki systemowe, uruchamiające system operacyjny muszą znajdować się na jednej z partycji pierwotnych- tych ostatnich może być maksymalnie cztery. Natomiast liczba partycji rozszerzonych jest praktycznie nieograniczona. Dysk podzielony jest też na ścieżki, czyli koncentrycznie położone okręgi na każdym talerzu twardego dysku, które podzielone są z kolei na klastery i sektory. Pierwsze z nich to jednostki alokacji, najmniejsze logiczne jednostki zarządzane przez FAT (tabela alokacji plików) i inne systemy plików. Fizycznie klaster składa się z jednego lub kilku sektorów. Natomiast same sektory to po prostu najmniejsze adresowalne jednostki na twardym dysku. Całkowitą liczbę sektorów otrzymujemy, mnożąc liczbę głowic przez liczbę ścieżek razy liczbę sektorów na ścieżce.
Na komfort pracy z systemem komputerowym duży wpływ ma wydajność dysku twardego. Efektywna prędkość z jaką dysk dostarcza dane do pamięci komputera, zależy od kilku podstawowych czynników. Największy wpływ na wydajność mają elementy mechaniczne, od których nawet najwolniejsza elektronika jest o dwa rzędy wielkości szybsza. Fundamentalne znaczenie ma prędkość ustawiania głowicy nad wybraną ścieżką, ściśle związana ze średnim czasem dostępu. Równie istotnym parametrem jest prędkość obrotowa dysku, rzutująca na opóźnienia w dostępie do wybranego sektora i prędkość przesyłania danych z nośnika do zintegrowanego z dyskiem kontrolera. Dopiero w następnej kolejności liczy się maksymalna prędkość transferu danych do kontrolera czy wielkość dyskowego cache'u.
Ogromne znaczenie ma prędkość obrotowa dysku. Zależność jest prosta: im szybciej obracają się magnetyczne talerze, tym krócej trwa wczytanie sektora przy takiej samej gęstości zapisu. Mniejsze jest także opóźnienie, czyli średni czas oczekiwania, aż pod ustawionym nad właściwym cylindrem głowicą "przejedzie" oczekiwany sektor. W przeciwieństwie do nowoczesnych CD-Rom'ów dyski twarde obracają się ze stałą prędkością, osiągając od 3600 do 7200 rpm (revolutions per minute). Lepszym pod względem prędkości obrotowej okazał się model firmy Seagate, Cheetah ST34501- pierwszy dysk na świecie wirujący z prędkością 10000 obr/min. Pierwsze, zewnętrzne ścieżki są wyraźnie dłuższe od położonych w osi dysku. W nowoczesnych napędach są one pogrupowane w kilka do kilkunastu stref, przy czym ścieżki w strefach zewnętrznych zawierają więcej sektorów. Ponieważ dysk wczytuje całą ścieżkę podczas jednego obrotu, prędkość transferu danych na początkowych obszarach dysku jest największa. W związku z tym informacje podawane przez prostsze programy testujące transfer dysku są często zbyt optymistyczne w stosunku do rzeczywistej średniej wydajności napędu. Media transfer rate- prędkość przesyłania danych z nośnika do elektroniki dysku zależy od opóźnień mechanicznych oraz gęstości zapisu. Gęstość tę równolegle do promienia dysku mierzy się liczbą ścieżek na cal (TPI), zaś prostopadle (wzdłuż ścieżki) obrazuje ją liczba bitów na cal (BPI).
Wydajność dysku w dużej mierze zależy także od rozwiązań zastosowanych w samym komputerze i kontrolującym go systemie operacyjnym. Znaczenie ma prędkość procesora, wielkość pamięci operacyjnej i cache'u, prędkość transferu danych o pamięci czy narzut czasowy wprowadzany przez BIOS. Zastosowany system plików do "czystego" czasu transferu zbiorów dokłada swoje narzuty związane z administracją zajętym i wolnym miejscem na dysku. Źle dobrany, lub zbyt mały lub za duży rozmiar programowego bufora dyskowego również może wyraźnie wydłużyć czas reakcji dysku.
Pracę komputera można podzielić na trzy etapy: wprowadzanie danych, ich przetwarzanie i wyprowadzanie wyników. Za pomącą urządzeń wejścia, takich jak klawiatura czy mysz dane i polecenia są przekazywane do komputera. Polecenia informują komputer o tym, co powinien zrobić z wprowadzonymi danymi.
Procesor i oprogramowanie komputera przetwarzają dane, a efekt tej pracy jest zwracany w postaci obrazu na ekranie monitora lub wydruku na drukarce.
Urządzeń, za pomocą których możemy wprowadzać dane do komputera, jest bardzo wiele. Oprócz myszy i klawiatury można wykorzystywać modemy, skanery, kamery cyfrowe oraz muzyczne keyboardy. Za urządzenia wejścia może posłużyć praktycznie wszystko, co jest w stanie odbierać informację z zewnątrz, a następnie przetwarzać je do postaci danych, które będą zrozumiałe dla komputera. Zanim informacje trafią do komputera, zawsze muszą zostać wcześniej przetworzone przez jakieś urządzenie wejścia.Opisy urządzeń wejścia:
Urządzenia Wejścia
Klawiatura i mysz
Dane i polecenia przekazywane są do komputera najczęściej za pomocą klawiatury i myszki. Klawiatura pozwala na wpisywanie tekstu i liczb. Klawisze specjalne służą do przekazywania poleceń lub do sterowania czynnościami na ekranie monitora. Zamiast klawiatury wygodniej jest posługiwać się myszą: za jej pośrednictwem przesuwamy na ekranie monitora małą strzałkę (kursor myszy), określając jakie operacje chcemy wykonać.
Karty dźwiękowe
Karty dźwiękowe służą do konwersji dźwięku ( pochodzącego z płyt CD, urządzeń hifi, czy tez mikrofonów) do postaci danych, które może przetwarzać komputer. Podobnie jak odtwarzacz płyt kompaktowych tak i karty dźwiękowe są w stanie odtwarzać przez głośniki dźwięk zapisana w formacie zer i jedynek. Konwersji dokonywanej przez karty dźwiękowe może być również poddawana muzyka pochodząca z syntezatorów i klawiatur MIDI. MIDI (Musical Instruments Digital Interface) to standard opracowany dla elektronicznych instrumentów muzycznych. Wystarczy więc karta dźwiękowa zainstalowana w komputerze i klawiatura MIDI, a już mamy w domu ?orkiestrę?.
Skaner
To co karty dźwiękowe dokonują z dźwiękiem, skanery robią z obrazkami: przekształcają optyczne informacje na komputerowe dane. Skaner, podobnie jak kserokopiarka za pomocą czujników bada kolory i jasność odczytywanego obrazu. Po przekazaniu informacji o obrazie do komputera można je w dowolny sposób modyfikować, tworząc na ekranie monitora zupełnie nowe obrazki.
Aparaty cyfrowe
Aparaty cyfrowe nie potrzebują filmu fotograficznego. Obraz, który do nich trafia, zapisywany jest natychmiast w postaci cyfrowej. Po podłączeniu takiego aparatu do komputera, wszystkie obrazy mogą zostać przeniesione do komputera i wyświetlone na ekranie monitora.
Wirtualna rzeczywistość
Istnieją też urządzenia, które przekształcają do postaci danych komputerowych ruch ciała człowieka. Specjalne rękawice, hełmy, czy inne czujniki przytwierdzone do ciała przesyłają do komputera informacje o ruchu, co natychmiast znajduje odbicie na ekranie monitora. Te specjalistyczne urządzenia wykorzystywane są najczęściej w określonego typu grach komputerowych.
TV i wideo
Obraz telewizyjny lub nagrany na taśmie wideo również może trafiać do komputera. Służą do tego specjalne karty rozszerzeń, które między innymi umożliwiają oglądanie obrazu TV na ekranie, odtwarzanie płyt Video-CD bądź też tworzenie własnych filmów wideo.
Joysticki
Joysticki, tak jak myszki, pomagają w przemieszczaniu kursora na ekranie monitora. Jednak w przeciwieństwie do myszy, korzysta się z nich najczęściej w grach komputerowych i symulatorach lotu, czyli programach symulujących pilotowanie samolotu.
Inne komputery
Urządzeniem wejścia może być również inny komputer. Dzięki połączeniu kilku komputerów możliwe jest przekazywanie informacji pomiędzy nimi. Modem pozwala na utworzenie połączenia między dwoma komputerami za pośrednictwem linii telefonicznych. Na takiej właśnie zasadzie działa bardzo popularny dziś Internet.
Urządzenia wyjścia
Nie miałoby sensu, gdyby możliwe było jedynie wprowadzanie informacji do komputera i ich przetwarzanie, bez możliwości otrzymania wyników działania. Komputer potrafi przekazać rezultat swojej pracy do urządzeń wyjścia takich jak monitor lub drukarka. Również karta dźwiękowa zaliczana jest do urządzeń wyjścia.
Najważniejszym urządzeniem wyjścia jest jednak monitor komputera. W przeciwieństwie do drukarki czy karty dźwiękowej, które nie muszą należeć do podstawowego wyposażenia systemu, monitor jest niezbędny. Opisy urządzeń wyjścia:
Monitory
Żaden komputer nie nadaje się do pracy bez monitora czy wyświetlacza. Najczęściej jest to monitor kolorowy, przypominający mały telewizor. Informacje, które są wyświetlane na ekranie monitora pochodzą z karty graficznej w komputerze. Karta graficzna zmienia komputerowe dane w sygnał wideo, który następnie może wyświetlać monitor. W ostatnich latach jakość monitor ów gwałtownie wzrosła. Podczas gdy pierwsze zestawy PC potrafiły wyświetlać tylko jednobarwne teksty, nowoczesne karty graficzne i monitory wyświetlają obraz o jakości lepszej ni ż w przypadku dobrych odbiorników telewizyjnych. Komputery przenośne wykorzystują płaskie ekrany wyświetlaczy, które funkcjonują na zasadzie podobnej do wyświetlaczy kalkulatorów. Różnica polega na tym, że na ekranach tych komputerów można wyświetlać nie tylko cyfry i litery, lecz także grafikę. Oprócz monitorów kolorowych na rynku można jeszcze spotkać monitory czarno białe, których praktycznie już się nie używa.
Drukarki
Drukarki spełniają podobną rolę, jak monitory- tyle tylko, że tekst jak i grafika pojawiają sienie na ekranie, ale na papierze. Cały proces wygląda więc bardzo podobnie: informacje, które mają pojawić się na papierze wysyłane są z komputera do karty drukarki. Tam zostają zmienione w obraz strony, który następnie poprzez drukarkę trafia na papier. Do zastosowań domowych nadaje się albo drukarka atramentowa, albo laserowa. Drukarki atramentowe są tańsze, lecz jednocześnie wolniejsze niż drukarki laserowe. Oba typy zapewniają jednak dość wysoką jakość druku, czasami zbliżoną do jakości czasopism. Zasada działania drukarek atramentowych polega na wytryskiwaniu maleńkich kropel atramentu na papier, przy czym wszystko to odbywa się praktycznie bezgłośnie.
Drukarki laserowe funkcjonują na zasadzie podobnej do kserokopiarki. Strumień lasera zaznacza obraz na metalowym bębnie. W miejscach tych pozostaje sproszkowany atrament, czyli toner. Następnie do bębna dociskany jest papier, z którym toner wiąże się pod wpływem wysokiej temperatury.
Drukarki laserowe gwarantują najwyższą jakość i nadają się przede wszystkim do zastosowań graficznych i przygotowywania profesjonalnych publikacji.
Karty dźwiękowe
Karty dźwiękowe, za pomocą których możemy rejestrować dźwięk i muzykę, mogą również służyć jako urządzenie odtwarzające. Jeżeli do komputera podłączy się głośniki, można uzyskać dźwięk o jakości CD. Dźwięk i muzyka używane są w grach komputerowych oraz programach multimedialnych. Ponadto wiele programów wydaje dźwięki ostrzegawcze, które w przypadkach zagrożenia możemy usłyszeć w podłączonych do komputera głośniczkach.
Słuchawki i głośniki
Sama karta dźwiękowa nie umożliwia jeszcze słuchania muzyki. Bez odpowiednich urządzeń wyjścia, takich jak słuchawki i głośniki nie wyda z siebie ani jednego dźwięku. Jeżeli mamy słuchawki możemy je podłączyć z tyłu obudowy komputera. Kto jednak woli dźwięk płynący z głośników, może takowe wybrać z bogatej oferty dostępnej w sklepach.
W skład jednostki centralnej wchodzi:
o Płyta główna.
Procesor.
Chipset.
Magistrala ISA.
Magistrala PCI.
Magistrala AGP.
Pamięć RAM.
Pamięc ROM.
IDE.
Porty.
Szeregowe.
Równoległe.
PS/2.
USB.
BIOS.
Bateria.
o Dysk Twardy.
o Stacja Dyskietek.
o Napędy Optyczne.
CD-ROM.
DVD-ROM.
o Karta graficzna.
o Karta muzyczna.
o Karta sieciowa.
o Karta telewizyjna (Tuner TV).
o Zasilacz i Wętylator.
BIOS - można nazwać fundamentem każdego komputera klasy PC. To właśnie on dochodzi jako pierwszy do głosu przy starcie komputera. BIOS jest programem który mieści się w scalonym układzie na płycie głównej. Podczas procedury POST, dokonuje wstępnego zapoznania się z zainstalowanymi urządzeniami w naszym komputerze inicjuje je i sprawdza ich zdolność do pracy. W następnym etapie zaczyna działać procedura BIOS-u zwana bootstrap - loaderem, która ma za zadanie sprawdzenie kolejno wszystkie napędy w celu określenia sektora startowego, z którego da się wczytać system operacyjny
Dźwięk przy starcie - W czasie startu systemu długi dźwięk oraz następujące po nim trzy lub więcej krótkie dźwięki wskazują nieprawidłowość związaną z kartą graficzną. Wszystkie inne dźwięki najczęściej wskazują problemy z modułami pamięci lub gniazdem procesora.
Przerwania IRQ - Architektura PCI pozwala tylko na wykorzystanie tylko czterech przerwań IRQ, które mogą być użyte przez gniazda PCI + USB + AGP. Z tego powodu może się zdarzyć, że niektóre przerwania IRQ gniazd PCI będą powiązane do innych urządzeń co jest nazywane współdzieleniem IRQ. Jednak niektóre karty PCI (a szczególnie pewne karty sieciowe) nie potrafią obsługiwać współdzielenia IRQ, więc może będziesz musiał przełożyć taką kartę do innego slotu PCI, który nie współdzieli przerwania IRQ z innymi urządzeniami.
CHIPSET - chipsety są układami scalonymi stanowiącymi integralną część płyty głównej. Od strony funkcjonalnej chipset składa się z wielu modułów, których zadaniem jest integracja oraz zapewnienie współpracy poszczególnych komponentów komputera (procesora, dysków twardych, monitora, klawiatury, magistrali ISA, PCI, pamięci DRAM, SRAM i innych). Chipsetu nie da się wymienić na nowszy, tak jak ma to miejsce w przypadku np. procesora. Decydując się na dany model, jesteśmy całkowicie uzależnieni od jego parametrów, a jedynym sposobem wymiany jest zakup nowej płyty głównej. Konfiguracja parametrów pracy poszczególnych podzespołów wchodzących w skład chipsetu zmieniana jest poprzez BIOS i zapamiętywana w pamięci CMOS komputera....
MAGISTRALE danych PC Bus (XT Bus)
Skonstruowany przez IBM standard magistrali PC Bus był pierwszą szyną danych, opracowaną dla komputerów PC. Szyna ta taktowana była częstotliwością 4,77 MHz
i posiadała szerokość 8 bitów
ISA (ang. Industry Standard Architecture) - jest to szesnastko bitowa magistrala w komputerach klasy PC, pozwalającą na montowanie dodatkowych kart rozszerzeń. Ten typ magistrali wychodzi już z użycia, ponieważ ma małą przepustowość 8.33 kb/s i braku obsługi Pug & Play
PCI (ang. Peripheral Component Interconnect) jest to standard kart rozszerzeń pod te właśnie architekturę. W 1993 roku została wprowadzona na rynek przez znana firmę komputerowa INTEL. Specyfika standardu spełnia wszelkie normy Plung&Play obsługuję magistrale 32 oraz 64 bitowa z maksymalna przepustowością 133 kb/s. Gniazda PCI wykorzystywane sa do podłączania różnego rodzaju kart rozszerzeń np.: wew. Modemów, kart muzycznych, sieciowych, tunerów TV, oraz kart graficznych w zależności od złącza AGP itp..
AGP (ang. Accelerated Graphic Port) - został opracowany w 1997 roku przez firmę Intel jest to typ gniazda przeznaczony wyłącznie do montowania kart graficznych. Zapewnia większość przepustowasć, która jest niezbędna do płynnego i realnego zachowania obrazu.
IDE- interfejs przeznaczony do podłączenia dysku twardego lub napędów optycznych
PORTY
PORT SZEREGOWY - do portów szeregowych oznaczanych jako (COM1, COM2) przyłączmy jak zew. modem lub mysz.
PORT RÓWNOLEGŁY - port komunikacyjny, określany jako port drukarkowy lub LPT, możemy do niego podłączyć drukarkę skaner, a nawet złączyć ze sobą dwa komputery ..
USB - szybki interfejs szeregowy umożliwiający dołączenie wielu kolejnych urządzeń peryferyjnych w strukturę drzewiasta, za pomocą jednego złącza. Cecha szczególna USB jest fakt, ze dołączone urządzenie jest gotowe do pracy bez potrzeby restartu komputera. Większość komputerów ma dwa gniazda USB, co oznacza ze bezpośrednio możemy podłączyć tylko dwa urządzenia tego typu. Gdy natomiast chcemy podłączyć więcej urządzeń, to dwa wejścia okażą się niewystarczające, dlatego stosuje się tzw. koncentratory (HUB-y), umożliwiające podłączenia nawet do 127 urządzeń o zróżnicowanej funkcjonalności. Koncentrator jest niewielkim pudelkiem, które pełni role podobna do stosowanego powszechnie w domach rozgałęzienia sieciowego. Podłączając kilka koncentratorów należy pamiętać by zapewnić im dodatkowe zasilanie. Pojedyncze gniazdo przelotowe stosowane SA w samych urządzeniach peryferyjnych zgodnych z USB., takich jak monitory, klawiatury. W takim przypadku kolejne urządzenia łączymy szeregowo z poprzednim. Jednak aby stosować urządzenia USB należy mięć system operacyjny Windows 98 lub nowszy. Warto pamiętać, ze tego typu urządzenia korzystają z jednego przerwania IRQ, oszczędzając w ten sposób zasoby systemowe. Maksymalna prędkość przesyłu danych która zapewnia USB wynosi 12 MB/s. Szybkosc ta stanowi granice możliwości kabla połączeniowego.
Jednostki zapisu informacji
bit [b]
bajt [B]
jest to najmniejsza jednostka zapisu informacji która może przyjmować tylko jedną z dwóch wartości :0 (zero) lub 1.
jest to jednostka zapisu informacji będąca kombinacją zer i jedynek. w składzie ośmiu bitów.
Zegar
Jednym z istotnych elementów płyty głównej jest zegar przeznaczony do odmierzania czasu i realizacji różnego rodzaju funkcji liczących. Poszczególne kanały układu zegara pełnią w mikrokomputerze standartowe funkcje. I tak: Wyjście kanału 0 jest podłączone do linii przerwania IRQ 0. Oznacza to, że kanał ten używany jest do sterowania (zwiększania) zegara czasu systemowego, Wyjście kanału 1 używane jest jako sygnał okresowego wytwarzania sygnału zadania danych do kanału DMA odpowiedzialnego za odświeżanie zawartości pamięci operacyjnej, Wyjście kanału 2 podłączone jest do głośnika umieszczonego wewnątrz mikrokomputera i służy do wytwarzania dźwięków o różnych częstotliwościach. Wyjście kanału 0 steruje przerwaniem IRQ 0, więc bieżący czas dzienny jest modyfikowany co każde 55 mikrosekund. Jeżeli chcemy zrezygnować z systemowej obsługi zegara na rzecz innego wykorzystania przerwania IRQ 0 to możemy przeprogramować kanał 0. Nie należy jednak tego czynić w sytuacjach, w których zamierzamy używać jednocześnie stacji dyskietek, gdyż przerwanie IRQ 0 wykorzystywane jest do sterowania silnikiem stacji dyskietek. Kanał 1 pobudza mechanizmy DMA co każde 15 mikrosekund. Kanału tego nie wolno przeprogramowywać, gdyż może to spowodować utratę danych z pamięci operacyjnej. Kanał 2 jest przeznaczony do wykorzystania w dowolny sposób. Przeprogramowywanie kanału 2 może być wykorzystywane do tworzenia różnego rodzaju efektów akustycznych. Możliwe jest także odłączenie wyjścia kanału 2 od głośnika.
WENTYLATORY
Chłodzenie- Współczesne procesory wymagają dobrego chłodzenia. Należy przypomnieć, że kluczem do dobrego chłodzenia procesora jest możliwie jak najlepszy radiator. Solidny wentylator może naprawdę wiele zdziałać. Jeżeli zamontujemy naprawdę duży i solidnie "użebrowany" radiator, to do jego obracania wystarczyć powinien silnik o niskiej prędkości obrotowej. Zbyt wysokie obroty można osobiście zmniejszyć , wlutowując w szereg do zasilania rezystora np. 50 Ohm/2 W lub 2-3 szeregowo połączone diody prostownicze. Na każdej wystąpi spadek napięcia ok. 0,7 V, co przy np. 3 sztukach obniży zasilanie wiatraczka z 12 V do niespełna 10 V. Wywoła to zmniejszenie jego prędkości obrotowej, ale obniży równiez poziom generowanego hałasu. Konieczna będzie dokładna kontrola temperatury procesora pracującego w różnych warunkach, aby sprawdzić, czy nasz radiator nadrabia nieco mniejszy przepływ powietrza i procesor się nie przegrzewa (ewentualnie należy odpowiednio skorygować obroty ). Warto też zainteresować się oprogramowaniem dostarczonym wraz z płytą główną, gdyż może się okazać, że ma ono funkcję termicznej regulacji prędkości obrotowej wentylatora procesora (np. Asus Probe). Uruchomienie tej bardzo praktycznej opcji wymaga jedynie skonfigurowania oraz dodania do autostartu wspomnianego programu.
NAPĘD DYSKIETEK
komputerowe urządzenie elektromechaniczne, które może odczytywać i zapisywać dane na dyskietkach magnetycznych i dyskietkach magnetooptycznych. Wyróżniamy: FDD -napęd dyskietek 3.5 - napęd standardowych dyskietek 3.5 cala.
CD-ROM
Napęd CD-ROM - umożliwia komputerowi odczytywanie płyt CD-ROM, CD, CD-R, CD-RW. Podczas odczytu na dysk znajdujący się w napędzie CD-ROM pada światło lasera. W zależności od tego, czy padnie na pit, światło to zostanie odbite bądź nie. Informacje o odbiciu promienia lub o braku odbicia przekazywane są do komputera jako jedynki i zera, tworzące bity danych. Prędkość odczytu danych z CD-ROM-u określa się jako wielokrotność prędkości pierwszego napędu tego typu (oznaczanej jako x1) - 150 kB/s. Tak więc napęd CD-ROM x50 powinien odczytywać dane z maksymalną szybkością transferu 7,3 MB/s. Czas dostępu do informacji w typowych napędach CD-ROM wynosi około 90-120 ms, czyli jest około 10 razy dłuższy niż dla dysków twardych..
CD-RW
Nagrywarka CD-R oprócz tego, iż potrafi odczytywać płyty CD-ROM, CD, CD-R i CD-RW, umożliwia także nagrywanie płyt CD-R. Czas nagrania płyty w nagrywarce zależy od ilości danych do nagrania oraz od prędkości zapisu. Przy pojedynczej prędkości zapisu 650 megabajtów danych lub 74 minut muzyki nagrywa się w ok. 74 minuty (na szybszych nagrywarkach odpowiednio mniej). Do odczytu płyt nagrywarka CD-R używa lasera o zbliżonej mocy jak w zwykłym napędzie CD-ROM. Podczas wypalania płyt laser ten świeci już jednak z większą mocą tak, aby mógł utworzyć pity na płycie CD-R.
DVD
Napęd DVD - ROM - urządzenie umożliwiające odczytywanie płyt DVD i DVD-ROM, a także zwykłych płyt CD, CD-ROM, CD-R, CD-RW. Zasada działania napędu jest taka sama jak napędu CD-ROM, różnica polega na wykorzystaniu innego typu lasera. Napędy DVD-ROM działają obecnie z szybkością transferu od 1,3 MB/s (x1) do 20,8 MB/s (x16). Dla napędu DVD-ROM przyjęto podstawową prędkość odczytu (x1) na poziomie 1,3 MB/s. Nowoczesny napęd DVD-ROM x16 ma więc szybkość transferu znacznie większą od najszybszych napędów CD-ROM.
Wygenerowano: 2006-04-22
informatyka
darmowe wypracowania i ściągi - szkoła i studia