logo search
Конспект лекцій з дисципліни

3.1. Основні компоненти персонального комп’ютера (пк)

Технічну основу забезпечення інформаційних технологій складають засоби комп’ютерної техніки, засоби комунікаційної техніки і засобу організаційної техніки.

Засоби комп’ютерної техніки складають базис всього комплексу технічних засобів інформаційних технологій і призначені перш за все для обробки і перетворення різних видів інформації, використовуваної в управлінській діяльності.

Засоби комунікаційної техніки забезпечують одну з основних функцій управлінської діяльності - передачу інформації в рамках системи управління і обмін даними із зовнішнім середовищем, і припускають використання різноманітних методів і технологій, зокрема із застосуванням комп’ютерної техніки.

Засоби організаційної техніки призначені для механізації і автоматизації управлінської діяльності у всіх її проявах.

Обчислювальна техніка пройшла ті ж історичні етапи еволюції, які пройшли і всі інші технічні пристрої: від ручних пристосувань до механічних пристроїв і далі до гнучких автоматичних систем. Сучасний комп’ютер — це прилад. Його принцип дії — електронний, а призначення — автоматизація операцій з даними. Гнучкість автоматизації заснована на тому, що операції з даними виконуються по наперед заготовленим і легко змінюваним програмам. Універсальність комп’ютерів заснована на тому, що будь-які типи даних представляються в нім за допомогою універсального двійкового кодування.

У вітчизняній і зарубіжній літературі існує достатньо багато систем класифікації комп’ютерів, розглянемо наступні з них: класифікація за призначенням; по специфікації PC99; по рівню спеціалізації; за розміром. Всі види класифікацій достатньо умовні, оскільки інтенсивний розвиток технологій приводить до розмивання меж між різними класами комп’ютерів.

Класифікація за призначенням. За цим принципом виділяють:

Мейнфрейми (Mainframe). Це розраховані на багато користувачів обчислювальні системи, що мають центральний блок з великою обчислювальною потужністю і значними інформаційними ресурсами, до якого приєднується велике число робочих місць з мінімальною оснащеністю (відеотермінал, клавіатура, миша). Їх застосовують для вирішення наукових, військових завдань, що вимагають обробки дуже великих масивів даних, такі комп’ютери можуть обслуговувати цілі галузі народного господарства. Швидкодія мейнфреймів складає мільйони операцій в секунду, оперативна пам’ять - один і більш Гігабайт.

Міні ЕОМ. Від великих комп’ютерів комп’ютери цієї групи відрізняються меншими розмірами, меншою продуктивністю і вартістю. Такі комп’ютери використовуються крупними підприємствами, науковими установами, банками.

Персональні комп’ютери (ПК). Багато сучасних моделей персональних комп’ютерів перевершують великі ЕОМ 70-х років, міні ЕОМ 80-х років. ПК застосовуються для вирішення завдань автоматизації управління підприємствами, автоматизації учбового процесу, індивідуальної роботи користувача. Особливо широку популярність ПК отримали у зв’язку з бурхливим розвитком мережі Інтернет. Персональний комп’ютера цілком достатньо для використання усесвітньої мережі як джерело науковою, довідковою, учбовою тощо.інформації. На характеристиках і можливостях персонального комп’ютера ми зупинимося пізніше.

Робочі станції призначені для інженерів і користувачів настільних видавничих систем, там, де потрібно працювати з складною графікою. Такі системи оснащуються процесором Pentium III, IVс 2 Мб кеш-пам’яті другого рівня.

Сервери початкового і високого рівня. На сервер початкового рівня встановлюють один або два процесори. Сервер початкового рівня може підтримувати невелику локальну мережу (до 40 користувачів). Сервери високого рівня мають зазвичай від двох до восьми процесорів, не менших двох джерел живлення. Сервери містять великі обсяги оперативної (до 4-х Гб) і дискової пам’яті (6 Гб і більше).

Суперкомп’ютери. Застосовуються для вирішення завдань в галузі метеорології, аеродинаміки, сейсмології, різних військових дослідженнях, в атомній і ядерній фізиці, фізиці плазми, математичному моделюванні складних систем. Продуктивність суперкомп’ютерів вимірюється в трильйонах операцій з «плаваючою крапкою» в секунду, так званих терафлопах. Наприклад, для прогнозу погоди використовується 1024-процесорний комп’ютер Cray T3E900 фірми SGI, що показав продуктивність 69 Гфлоп (мільярдів операцій з плаваючою крапкою в секунду) на програмі по прогнозуванню погодних катаклізмів (HILARM). Цей же комп’ютер, але оснащений 1328 процесорами, показав продуктивність 1,195 Тфлоп, що дозволило передбачати стихійні лиха за 6 годин до їх початку. Комп’ютер Cray T3E900 використовується для побудови тривимірних моделей геліосфери, моделювання процесів, що протікають в земній корі і ін.

Класифікація по специфікації PC99. Починаючи з 1999 р. в галузі персональних комп’ютерів почав діяти міжнародний сертифікаційний стандарт – специфікація PC99. Відповідно до цієї класифікації виділяють наступні категорії персональних комп’ютерів:

Класифікація за розмірами. Персональні комп’ютери можна класифікувати за типорозмірами: Настільні; портативні (notebook); кишенькові (palmtop).

Персональний комп’ютер є універсальною технічною системою. Його конфігурацію (склад устаткування) можна гнучко змінювати в міру необхідності. Існує поняття базової конфігурації, яку вважають типовою. Поняття базової конфігурації може мінятися. В даний час в базовій конфігурації розглядають наступні пристрої:

Системний блок персонального комп’ютера служить для компактного розміщення в металевому корпусі: материнської (системною) плати, динаміка, джерела живлення, плат розширення (відеокарти, звукової карти), дисководу для магнітних дисків, оптичного (лазерного) дисководу.

Системний блок зазвичай має декілька паралельних і послідовних портів для підключення пристроїв введення і висновку, таких як клавіатура, миша, монітор, принтер.

Джерело живлення забезпечує перетворення напруги мережі 220 вольт в напругу постійного струму для живлення всіх електронних схем системного блоку. Корпуси системного блоку можуть розрізнятися габаритами і формою. У деяких моделях домашніх ПК системний блок з монітором зібрані в єдиному корпусі (Apple iMac, Aser Aspire, Compaq Presario).

Материнська плата (Main Board або Mother Board) служить для розміщення основних електронних компонентів комп’ютера і окремих адаптерів. На ній розміщуються процесор, мікропроцесорний комплект (чіпсет), шини, оперативна пам’ять, постійна пам’ять, кеш-пам’ять. Материнська плата є головним вузлом, що визначає можливості комп’ютера.

Процесор. Перетворенням інформації в комп’ютері займається центральний процесор (ЦП або CPU - Central Processor Unit). Він грає роль головного обчислювача, реалізовуючи найбільш важливі операції з даними, встановлює черговість завдань, що виконуються системою, управляє передачею інформації, сприймає і обробляє сигнали, що управляють.

Процесор шляхом вибору з оперативної пам’яті за черговою адресою команди (з подальшим її декодуванням для визначення виконуваної операції, а також абсолютних адрес операндів) виконує її. Результат виконання операції заноситься за адресою, визначуваною вибраною командою.

Основними характеристиками процесора є тип архітектури (Pentium, Itanium), розрядність, тактова частота. Розрядність показує скільки битий даних може обробити процесор за один раз. В даний час випускаються 32-х розрядні (наприклад, Intel Pentium) і 64-х розрядні (наприклад, Intel Itanium) процесори.

Тактова частота визначає кількість елементарних операцій, що виконуються процесором в одиницю часу. Чим більше тактова частота, тим вище продуктивність процесора. Тактова частота вимірюється в герцах, мегагерцах (Мгц), тактова частота сучасних ПК досягає 1-2 Гігагерц.

Основними виробниками процесорів є фірми Intel (Pentium, Itanium), AMD (Athlon), Cyrix (М-2).

Чіпсет (chipset)  набір мікросхем, керівників роботою внутрішніх устроїв ПК і що визначають основні функціональні можливості материнської плати.

Пам’ять. Комп’ютери використовують декілька видів пам’яті, що розрізняються призначенням, тривалістю зберігання інформації, розміром, швидкодією і іншими параметрами.

Оперативна пам’ять (ОП або RAM  Random Access Memory)  набір мікросхем, призначений для тимчасового зберігання даних, поки ПК включений або поки ви не завершили сеанс. Під час роботи ПК в ОП завантажуються операційна система, програма і дані, з якими ви працюєте. Наприклад, мінімальний обсяг пам’яті, необхідний для роботи Windows’2000 складає 64 Мб, для роботи Microsoft Office XP 128 Мб.

Постійна пам’ять (ПЗП — постійний пристрій, що запам’ятовує) зазвичай містить таку інформацію, яка не повинна мінятися в ході виконання мікропроцесором різних програм. Постійна пам’ять енергонезалежна, тобто може зберігати інформацію і при відключеному живленні. Всі мікросхеми постійної пам’яті за способом занесення в них інформації діляться на маскові, що програмуються виготівником  (ROMRead Only Memory), одноразово програмовані користувачем (Programmable ROM) і багато разів програмовані користувачем (Erasable PROM). Останні, у свою чергу, підрозділяються на стирані електрично і за допомогою ультрафіолетового опромінювання. До елементів EPROM з електричним стиранням інформації відносяться, наприклад, мікросхеми флеш-пам’яті (flash). Від звичайних EPROM вони відрізняються високою швидкістю доступу і швидким стиранням записаної інформації. Даний тип пам’яті сьогодні широко використовується для зберігання BIOS і іншій постійній інформації.

Кеш - пам’ять (Cache) є буфером між ЦП і оперативною пам’яттю і служить для збільшення швидкодії комп’ютера. Інформація в неї записується апаратними засобами автоматично. Необхідність застосування кеш-пам’яті обумовлена тим, що процесор може обробляти дані набагато швидше, ніж їх поставляють більшість систем пам’яті. Коли це відбувається, процесор простоює, не використовуючи свої можливості на повну потужність. Кеш-пам’ять другого рівня, розташована на материнській платі, може істотно прискорити роботу процесора. Обсяг кеш-пам’яті, що забезпечує хорошу швидкодію ПК складає 256 Кб-512 Кб, сервери можуть мати кеш-пам’ять другого рівня 2 і більш за Мб

CMOS (Complementory MetalOxide Semiconductor) пам’ять призначена для зберігання найбільш важливої інформації про параметри настройки комп’ютера. У ній запам’ятовується пароль користувача, якщо він був встановлений, поточний час і дата. Для живлення цієї пам’яті при виключенні комп’ютера передбачена спеціальна батарея, або акумулятор. Доступ до вмісту CMOS  пам’яті виконує за допомогою команд BIOS. CMOS можна скоректувати.

Системна магістраль (шина або bus) здійснює фізичне з’єднання процесора, оперативної пам’яті і адаптерів зовнішніх пристроїв, а також дозволяє реалізовувати принцип «відкритої архітектури» підключенням додаткових пристроїв. Системна шина знаходиться безпосередньо на системній платі. Найбільш швидкою шиною є шина PCI. Локальна шина PCI збільшує швидкість введення/висновку, особливо графічного.

Відеопідсистема ПК включає відеокарту і монітор (дисплей).

Монітор служить вікном в комп’ютер. Будь-яку інформацію з комп’ютера можна вивести на екран монітора. Переважна більшість сучасних ПК використовують монітори на базі електронно-променевих трубок (ЕПТ). Плоскі монітори мають безперечні переваги (невелика товщина, мала вага, економне енергоспоживання). Плоскі монітори можуть використовувати різну технологію, наприклад, газоплазмову (Янтарний колір екрану), електролюмінісцентну (жовтий екран) і рідких кристалів. Рідкокристалічні екрани переважають на ринку моніторів для переносних комп’ютерів.

Основними характеристиками монітора є кольоровість, що вирішує здатність, розмір екрану, кадрова частота.

Кольорові монітори залежно від класу можуть забезпечити від 16 до 16,8 млн. квітів.

Роздільна здатність монітора залежить від кількості точок, що відображаються по горизонталі і вертикалі. Монітори SVGA можуть мати роздільну здатність 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200 і передавати до 16,8 млн. квітів.

Розмір екрану визначається діагоналлю: 14, 15, 17, 20, 21, 24 дюйми (1 дюйм = 2,15 см). Для роботи при дозволі 1024х768 точок і необхідніший монітор з розміром екрану не меншого 17 дюймів.

Розмір крапки. На якість зображення істотний вплив робить такий фізичний параметр монітора, як розмір точки покриття екрану. Прийнято характеризувати цей параметр, указуючи відстані між крапками. У сучасних моніторів цей параметр коливається від 0,32 мм до 0,25мм. У хороших моніторів цей параметр повинен бути не більше 0,28 мм.

Кадрова частота впливає на стійкість зображення, відсутність мерехтіння. Рекомендується користуватися моніторами з кадровою частотою не меншого 80 Гц.

Монітори для офісного і домашнього використання мають кадрову частоту більше 80 Гц при дозволі 1024х768. В основному це 15-17 дюймові моделі. Монітори цього класу підтримують частоту 85 Гц при дозволі 1600х1280 і розмір екрану 17-21 дюйм.