logo search
Учебное пособие по Шабалину

Аппаратное обеспечение персонального компьютера можно условно разделить на три части:

Системный блок (рис.10) – это корпус, в котором расположены основные компоненты компьютера. В его состав входят: блок питания, материнская (системная) плата, на которой расположены микросхемы процессора, память и т. д., дисководы для гибких дисков, жесткие диски, платы расширения (видеокарта, звуковая карта), порты ввода-вывода для подключения устройств ввода-вывода (клавиатуры, мыши, монитора, принтера и т. д.)

Рис. 10. Устройство системного блока компьютера

Блок питания предназначен для преобразования сетевого напряжения в напряжение, необходимое для работы микросхем.

От типа корпуса системного блока зависят тип, размеры и разме-

щение используемой системной платы, минимальная мощность блока питания и максимальное количество устанавливаемых приводов накопителей.

В зависимости от рекомендуемого рабочего положения корпуса их делят на горизонтальные и вертикальные.

Материнская плата содержит схему компьютера, реализованную в микросхемах, установленных на плате и в соединениях между этими микросхемами, реализованными в виде печатных проводников. На ней обычно размещаются: базовый микропроцессор; оперативная память; сверхоперативное ЗУ, называемое также кэш-памятью; ПЗУ с системной BIOS (базовой системой ввода/вывода), набор управляющих микросхем, или чипсетов (chipset), обеспечивающий поддержку процессора, памяти и большинства интерфейсов ввода/вывода; вспомогательных микросхем и контроллеров ввода/вывода; КМОП-память с данными об аппаратных настройках и аккумулятором для ее питания; разъемы расширения, или слоты (slot); разъемы для подключения интерфейсных кабелей жестких дисков, дисководов, последовательного и параллельного портов, инфракрасного порта, а также универсальной последовательной шины USB; разъемы питания; преобразователи напряжения для питания процессора (например, процессоры i486DX4, Intel Pentium, Intel Pentium Pro потребляют 3,3 В, а современные Intel Pentium III и 4, равно как AMD Athlon и Duron потребляют менее 2В); разъем для подключения клавиатуры и ряд других компонентов.

Все компоненты материнской платы связаны друг с другом системой проводников (линий), по которым происходит обмен информацией. Эту совокупность линий называют шиной (Bus). В отличие от других систем соединения, линии шины делятся на три группы в зависимости от типа передаваемой информации: линии данных, линии адреса и линии управления.

Процессор (рис. 11) – основная микросхема компьютера, производящая вычисления и управляющая потоками информации внутри компьютера. Основные характеристики процессора – его разрядность и частота. Разрядность определяется длиной слова, которым оперирует процессор за один такт, а частота – количество этих тактов в секунду (Гц). Во многом именно тип микропроцессора определяет мощность

компьютера. В большинстве случаев используются микропроцессоры корпорации INTEL или AMD.

Рис. 11. Процессор Intel Pentium 4. Ядро Northwood,

диапазон частот 2 ГГц и выше

Постоянная память. Следующая важная микросхема, размещенная на материнской плате, это микросхема BIOS – базовая система ввода-вывода. Именно эти две микросхемы: микропроцессор и BIOS определяют архитектуру компьютера и его возможности и представляют собой основу материнской платы. Постоянное запоминающее устройство (постоянная память) служит для хранения информации о запуске компьютера и его стартовых программ.

Физически BIOS – это ячейки памяти. Они обозначаются ROM (Read Only Memory). В России – это ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство).

Оперативная память. Оперативное запоминающее устройство (оперативная память RAM (Random Access Memory)) работает с текущей информацией и только во время работы компьютера. Кроме того, на материнской плате есть гнезда для установки дополнительных микросхем памяти и увеличения оперативной памяти компьютера. Кол-во необходимой памяти зависит от решаемых задач, и в настоящее время рекомендуется устанавливать объемы от 128 до 512 Мбайт.

Кэш-память (cache memory) – запоминающее устройство с малым временем доступа (в несколько раз меньшим, чем время доступа к основной оперативной памяти), используемое для временного хранения промежуточных результатов и содержимого часто используемых ячеек.

Важным компонентом системной платы являются разъемы расширения (слоты), в которые устанавливаются дополнительные платы расширения или карты (звуковые, видеокарты, сетевые карты, внутренние модемы).

Видеокарта (синоним – видеоадаптер) предназначена для хранения видеоинформации и ее отображения на экране монитора. Она непосредственно управляет монитором, а также процессом вывода информации на экран с помощью изменения сигналов строчной и кадровой развертки ЭЛТ монитора, яркости элементов изображения и параметров смешения цветов. Важным элементом видеоподсистемы является собственная память. Емкость памяти измеряется в мегабайтах, и чем она больше, тем лучше.

Звуковые карты используются для записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: речи, музыки, шумовых эффектов. Глубина оцифровки сигнала (например, 8 или 16 бит) определяет качество записи и, соответственно, воспроизведения. Так, 8-разрядное преобразование обеспечивает качество звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядное – качество компакт-диска.

Кабели и разъемы. С помощью кабелей практически все устройства в компьютере подсоединяются к системному блоку, а сам системный блок – к розетке электропитания. Любой кабель включает в себя соединители (разъемы), находящиеся на концах кабеля, и изолированные друг от друга проводники, тем или иным образом соединяющие эти разъемы. Провода могут быть заключены в металлическую оболочку (экран), а кабель может быть покрыт пластиковой защитной оболочкой. Все кабели можно разделить на две большие группы: сигнальные кабели, предназначенные в основном для передачи информационных сигналов, и кабели питания (power cord), обеспечивающие только электропитание соответствующего устройства.

Большинство используемых разъемов сконструированы так, чтобы исключить возможность неправильного подключения. В тех случаях, когда возможны несколько вариантов подключения, контакты на разъемах обычно пронумерованы и подписаны.

Порты ввода-вывода. Подсоединение периферийных устройств, таких как манипулятор «мышь», внешние модемы, сканеры, цифровые фотокамеры, принтеры и т. п., к персональному компьютеру производится через специальные интерфейсы, называемые портами ввода/вывода. Ранее подобные порты выполнялись в виде отдельных плат расширения. Современные системные платы, как правило, содержат все необходимые интерфейсы.

Стандартные последовательный и параллельный интерфейсы часто называют портами ввода/вывода. Порт называют последовательным, когда информационные биты передаются последовательно один за другим, и параллельным, когда несколько бит данных передаются одновременно. Параллельный порт обычно используется для подключения принтера, последовательный – для других периферийных устройств. Иногда для связи некоторых периферийных устройств и компьютеров используются следующие способы. Беспроводный инфракрасный порт IrDA – инфракрасный протокол связи, используемый ноутбуками, КПК, сотовыми телефонами многими другими устройствами для связи между собой. USB (Universal Serial Bus) – универсальная серийная шина. С ее помощью можно подключить большинство современных устройств: от мыши и клавиатуры до принтера и сканера. PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), или PC Card – интерфейс для подключения всевозможных устройств в этом формате: карт сменной памяти, модемов, устройств для записи компакт-дисков и т. п. FireWire (IEEE1394) – последовательная высокоскоростная шина, чаще всего применяемая для обмена цифровой информацией между компьютером и цифровыми видеокамерами. Существуют и другие устройства с этим интерфейсом, например, внешние жесткие диски и устройства записи компакт-дисков.

Bluetooth (Блютуз) – современная технология беспроводной связи посредством радиоволн. Bluetooth встраивают в КПК, принтеры и другие устройства. К примеру, находит применение для доступа в Интернет через модем сотового телефона, также оборудованного модулем Bluetooth.

Конфигурацию офисной машины стоит выбирать исходя из тех задач, которые на ней будут выполняться. Конечно же, это верно не только при подборе офисного компьютера, но в данном случае такой подход особенно важен, поскольку машина предназначена для работы.

■ Портативные компьютеры. Портативные компьютеры отличаются как от обычных настольных машин, так и друг от друга в первую очередь габаритными размерами и весом (рис. 12).

Первые портативные компьютеры, выпускавшиеся компанией Адама Осборна, назывались Portable и весили около 10 кг. При весе 4-5 кг они стали называться «наколенными» (Laptop). Снизив вес еще на пару килограммов, подобные машины стали называться ноутбуками (Notebook – записная книжка), а их облегченные варианты – субноутбуками (Subnotebook). Как правило, субноутбук имеет внешние приводы для флоппи-дисков и CD-ROM и др., в то время как у ноутбуков они обычно встроены.

Распространенных платформ ноутбуков – всего две. Первая – от фирмы Apple (например, ноутбуки серий iBook и Titanium PowerBook G4), она использует процессоры PowerPC, операционную систему от Apple. Вторая платформа – х86, хорошо всем известная по настольным компьютерам и самая популярная на рынке. Ноутбуки платформы х86 работают под управлением операционных систем семейства Windows или под ОС Linux и могут использовать процессоры Intel Pentim 4-M, Intel Pentim III-M, Intel Celeron, AMD Athlon, а также некоторые другие (в частности, версии для настольных ПК).

Многие ноутбуки снабжены интересными современными технологиями. Например, один из лучших ноутбуков 2002 года – ASUS B1 – оборудован системой биометрической идентификации личности по отпечатку пальца.

■ Миникомпьютеры.

Задачей карманных микрокомпьютеров (рис. 13) является совмещение новейших достижений компьютерных технологий с удобством записной книжки. На Западе такие устройства принято называть PDA (Personal Digital Assistant – персональный деловой помощник). В нашей стране используется название КПК – Карманный персональный компьютер. Такие компьютеры удобны в путешествиях и деловых поездках, когда нет возможности использовать ноутбук. Следует отличать их от электронных органайзеров, возможности которых существенно меньше.

Возможности КПК во многом определяются аппаратным и программным обеспечением: используемым процессором, операционной системой и конструктивными особенностями. В настоящее время на рынке представлены два вида конкурирующих устройств: Palm – совместимые КПК и устройства на платформе PocketPC.

Ведущими производителями КПК являются фирмы Palm Computing, Sony, Handspring, Compaq, Hewlett-Packard, NEC, Philips, Psion.

Подавляющее большинство КПК не имеет клавиатуры, а использует перьевой ввод, для чего они оборудованы сенсорным экраном.

В основе платформы Pocket PC 2002 – операционная система Windows CE 3.0 от корпорации Microsoft, где возможна работа с файлами широко распространенных файловых форматов (Word, Excel).

Современный КПК можно использовать в качестве развитого органайзера, записной книжки, финасового планировщика, мобильного офиса с подключением к Интернет, электронной книги, игровой станции, проигрывателя файлов MP3, фотоальбома и т. п.

Некоторые КПК оборудованы встроенным модулем беспроводной связи стандарта Bluetooth. Если в дополнение к такому КПК приобрести сотовый телефон с поддержкой Bluetooth, то доступ в Интернет, получение электронной почты и т. п. можно будет осуществлять даже на ходу: телефон в кармане, а КПК – в руках.

Для широкого использования словарей, проигрывания звуковых и хранения графических файлов, а также для установки большого числа современных игр необходимы дополнительные карточки памяти стандартов Compact Flash или аналогичных емкостью 32-256 мегабайт.