Budowa fizyczna i parametry techniczne

Budowa fizyczna i parametry techniczne

komputerów stacjonarnych

Wykład 2

Technologia Informacyjna

mgr Anna Bombińska-Sołtys

e-mail:a.bombinska@uwmsc.edu.pl

http://annasoltys.vot.pl/TI_wyklady

Definicja komputera

Komputer (z ang. computer od łac. computare – obliczać).
Dawne nazwy używane w Polsce to: mózg elektronowy,
elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna.

Jest to urządzenie

elektroniczne służące do przetwarzania

wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo
sygnału ciągłego.

Istotną cechą komputera, odróżniającą go od innych systemów
cyfrowych, jest możliwość zupełnej zmiany realizowanych przez
niego funkcji jedynie przez zmianę programu w jego pamięci.

Podstawowe założenia von Neumanna

Komputer powinien posiadać:

pamięć w której będą przechowywane zarówno
dane jak i instrukcje z możliwością zapisu i
odczytu w dowolnej kolejności;

jednostkę obliczeniową wykonującą operacje
arytmetyczne i logiczne;

urządzenia

wejściowe

pozwalające

wprowadzanie danych i urządzenia wyjściowe
umożliwiające wyprowadzanie danych;

takie układy sterujące

jego pracą, które

pozwalałyby

interpretację

rozkazów

pobieranych

pamięci

oraz

wybór

alternatywnych

działań

(zmianę

kolejności

rozkazów) w zależności od wyniku poprzednich
operacji.

Budowa komputera – schemat ogólny

Wg  uproszczonego  schematu  komputer  posiada  dwa  główne,
współpracujące  urządzenia:  procesor  i  pamięć.  Oba  urządzenia
znajdują  się  w  jednej  obudowie  nazywanej  jednostką  centralną.
Pamięć  operacyjna

służy do chwilowego pamiętania danych

wejściowych i wyjściowych oraz przechowuje uruchomione programy.

Klawiatura
Mysz
Skaner
Joystick
Modem
Karta sieciowa

Urządzenia wejściowe

Jednostka centralna

Pamięć operacyjna

Procesor

Monitor
Drukarka
Ploter
Głośnik
Modem
Karta sieciowa

Urządzenia wyjściowe

Obudowa

Obudowa komputera

to najczęściej metalowa (stalowa lub

aluminiowa) z elementami plastikowymi zamknięta skrzynka w formie
prostopadłościanu,

umożliwiająca

umieszczenie

zamocowanie

najważniejszych elementów komputera. Nowa obudowa jest sprzedawana
zazwyczaj łącznie z zasilaczem komputera.

Obudowy ze względu na rozmiary i kształty:

desktop

tower

Obudowy ze względu na architekturę:

ATX

Zasilacz

Zasilacz  komputera  −  urządzenie,  które  służy  do  przetwarzania
napięcia  zmiennego dostarczanego  z  sieci  energetycznej na
niskie  napięcia  stałe,  niezbędne  do  pracy  pozostałych
komponentów komputera.

Najczęściej spotykane zasilacze komputerowe są dostosowane do
standardu ATX. Włączanie i wyłączenie zasilacza jest sterowane
przez płytę główną, co daje obsługę takich funkcji jak hibernacja,
czy samoczynne wyłączenie komputera po zamknięciu systemu.

Płyta główna

Płyta główna (ang.

motherboard

mainboard

) – najważniejsza płyta

drukowana urządzenia elektronicznego, na której montuje się najważniejsze
elementy urządzenia, umożliwiająca komunikację wszystkim pozostałym
komponentom i modułom.

Na płycie głównej znajdują się między innymi następujące złącza:

- banki pamięci RAM (SDR, DDR, DDR2),

- sloty kart rozszerzeń (PCI, AGP, PCI-Express),

- porty dysków twardych i napędów optycznych (IDE, Serial ATA),

- porty komunikacyjne (USB, COM, LTP),

- gniazdo zasilające ATX – gniazdo, poprzez które doprowadzone jest

napięcie zasilające płytę główną, karty rozszerzeń.

Płyta główna

Parametry techniczne:

- obsługiwany procesor

- rodzaj podstawki pod procesor (np.Socket A- procesory

AMD, MPGA478- Pentium IV)

- obsługiwane pamięci (np.DIMM, DDR, DDR2)

- ilość gniazd i portów rozszerzeń (pci,usb)

- dodatkowe urządzenia zintegrowane z płytą (np.karta

graficzna, dźwiękowa, lan)

- wielkość (np.mini-atx, atx)

Procesor

Procesor  (CPU) - urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane
z  pamięci,  interpretuje  je  i  wykonuje  jako  rozkazy.  Wykonuje  on  ciąg
prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych
określonych  zazwyczaj  przez  producenta  procesora  jako  lista  rozkazów
procesora.

Procesory wykonywane  są  zwykle  jako  układy  scalone zamknięte  w
hermetycznej  obudowie,  często  posiadającej  złocone wyprowadzenia
(stosowane  ze  względu  na  odporność  na  utlenianie).  Ich  sercem  jest
monokryształ krzemu,  na  który  naniesiono  techniką  fotolitografii

szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od
zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów.
Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź).

1. fotolitografia- celem wykonywania jest uzyskanie pożądanego kształtu powierzchni.

Procesor

Producenci procesorów: Cyrix, AMD, INTEL

Parametry techniczne procesorów:

- ilość rdzeni

- ilość pamięci podręcznej cache

- liczba bitów przetwarzana w jednym takcie np. 32 lub 64

- częstotliwość taktowania podawana w MHz lub GHz np. 700 MHz, 2.4 GHz

Rozmiary:

Współczesne  procesory  używane  w  komputerach  osobistych  wykonywane  są  w  technologii
pozwalającej  na  uzyskanie  elementów  o  rozmiarach  mniejszych  niż  45  nm i  32  nm,
pracujących  z  częstotliwością  kilku GHz.  Obecnie  wzrost  mocy  obliczeniowej  procesorów

realizuje się nie przez zwiększenie częstotliwości pracy a ilości rdzeni (od 2 do 6 rdzeni).

Intel planuje wydanie procesorów wykonanych w rozmiarze technologicznym 22 nm (Ivy Bridge) na przełomie
2011 i 2012 roku.

Przewiduje się, że w przyszłości, przez co najmniej kilka następnych lat, liczba rdzeni w procesorach
wielordzeniowych dostepnych na rynku będzie się podwajać w tempie podobnym jak liczba tranzystorów w
pojedynczym układzie, czyli zgodnie z prawem Moore'a ok. 2 lata.

Historia procesorów

Pamięć

Pamięć operacyjna urządzenie służące do przechowywania danych

operacyjnych.

Rodzaje pamięci:

ROM–(tylko do odczytu) służy do przechowywania stałych
elementów oprogramowania

RAM–(do odczytu i zapisu) można w niej zapisywać i odczytywać
informacje, wymaga stałego zasilania, aby podtrzymywać
przechowywane dane.

Rodzaje pamięci

Dysk twardy

Dysk twardy – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny
do przechowywania danych.

Parametry dysków twardych:

pojemność,

format (1,8-5,25 cala)

cache (4-64 MB)

interfejs (ide,serial ata,scsi)

prędkość obrotowa talerzy (obr/min.)

MTBF

Pojemność dysków wynosi od 5 MB (przez 10MB, 20MB i 40MB – dyski MFM w komputerach klasy
XT 808x i 286) do 2 TB

(w laptopach 20-1000 GB, w laptopach z dwoma dyskami twardymi do

4000  GB).  Małe  dyski,  o  pojemnościach  od  kilkuset  MB  do  kilku  GB stosuje  się  współcześnie  w
kartach  dla slotu  Compact  Flash (Microdrive)  do  cyfrowych  aparatów  fotograficznych,  a  także  w
innych  urządzeniach  przenośnych.  Pierwszy  dysk  twardy  o  pojemności  2  TB  dla  zwykłego
użytkownika  zaprezentowała  firma  Western  Digital  na  targach CeBIT-u  w  Hanowerze (3-8  marca
2009). W październiku 2010 WD wyprodukowała dysk twardy Caviar Green o pojemności 3 TB.

1. MTBF (ang. Mean Time Between Failures, fr. Moyenne Temps de Bon Fonctionnement) - średni czas bezawaryjnej pracy czyli okres czasu przez który może
działać urządzenie bez przerwy. Wyrażane jest w tysiącach lub milionach godzin.

2. Terabajt (skrót TB), Tebibajt (skrót TiB) – jednostka używana w informatyce oznaczająca bilion (dokładniej 1 099 511 627 776) ~ 1 000 000 000 000 = 10

)

bajtów.

Karty rozszerzeń

Karta rozszerzeń (ang. expansion card lub adapter card) – element
składowy jednostki systemowej komputera. Występuje w postaci
płytki drukowanej (karty) montowanej w złączu płyty głównej.

Przykładowe karty rozszerzeń:

karta graficzna

karta dźwiękowa (karta muzyczna)

karta sieciowa, bezprzewodowa (WiFi)

karta telewizyjna

kontrolery pamięci masowych (np. SCSI, SATA, IDE)

kontrolery portów (np. USB, FireWire, LPT, Centronics, COM)

Karta graficzna

Karta graficzna odpowiada w komputerze za obraz wyświetlany przez monitor.

Parametry techniczne kart graficznych:

szybkość pracy,

rodzaj chipsetu graficznego (GPU)

wielkość pamięci RAM,

maksymalna rozdzielczość obrazu,

Nowoczesne karty graficzne wyposażane są w akceleratory 3D.

Obecnie  stosowane  są  głownie  dwa  rodzaje  kart  graficznych  - wbudowane  w  płyty
główne  oraz  w  postaci  osobnych  kart  rozszerzeń.  Urządzenia  tego  drugiego  typu
zwykle  korzystają  ze  złącza  PCI-Express.  Starsze  karty  graficzne  są  natomiast
wyposażone w port AGP, PCI.

Liderami w produkcji chipsetów kart graficznych są Intel (extreme graphics - układy
wbudowane w płyty główne), NVIDIA ( chipset GeForce) oraz ATI (chipset
Radeon).

Karta dźwiękowa

Karta  dźwiękowa,  zwana  też  kartą  muzyczną,  jest  to  karta  rozszerzeń
umożliwiająca  pracę  z  dźwiękiem  na  komputerze.  Dzięki  nim  można  zarówno
odtwarzać dźwięk, jak i tworzyć pliki dźwiękowe. Do karty dźwiękowej podłącza
się  takie  urządzenia  jak  głośniki,  wzmacniacz  czy  mikrofon  bądź  urządzenie
MIDI (np. syntezator).

Parametry techniczne kart dźwiękowych:

liczba kanałów (2-8)

rodzaj (wewnętrzna, zewnętrzna)

interfejs (pci,usb,pci-express)

technologie (EAX ADVANCED HD 3.0 podnosi jakość dźwięku w grach, CMSS
przetwarza sygnał stereo na dźwięk przestrzenny 7.1, CRYSTALVOICE tłumienie
echa, fokus oraz aktywną redukcję szumów, TRUSTUDIO PRO umożliwiająca
odtwarzanie dźwięku nad, pod i wokół gracza)

złącza (wyjścia głośnikowe i słuchawkowe, wejście liniowe, wejście mikrofonowe,
wyjście optyczne - umożliwiające podłączenie do kina domowego)

Karta sieciowa

Karta sieciowa (ang. NIC - Network Interface Card) - karta
rozszerzenia, która służy do przekształcania pakietów danych w
sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej.

Parametry techniczne:

- interfejs (usb, pci, pci-express, pcmcia)

- rodzaj (zewnętrzna, wewnętrzna)

- komunikacja (bezprzewodowa, przewodowa)

- transfer radiowy (Mbit/s)

- technologia (Wireless IEEE 802.11g, WPA - Wi-Fi Protected

Access)

Karta telewizyjna

Karta

telewizyjna

umożliwia odbiór programów telewizji

naziemnej, telewizji satelitarnej (również telewizji cyfrowej). Może
służyć do przechwytywania sekwencji wideo i prostej (liniowej)
edycji wideo.

Specyfikacja:

- interfejs (pci, pci-express,usb, pcmcia)

- rodzaj (zewnętrzna, wewnętrzna)

- złącza (antenowe, s-video, hdmi)

- standard sygnału (analogowy, cyfrowy)

Kontrolery portów

Kontroler  portów - to  układ  zapewniający  komunikację  z
urządzeniami  zewnętrznymi  poprzez  różnego  rodzaju  porty,  np.
USB,  Firewire,  COM.  W  komputerach  osobistych  PC kontroler
portów

najczęściej

jest

częścią

mostka

południowego.

Występować też może jako osobny chip wlutowany na płycie
głównej lub w postaci osobnej karty (zwanej w całości kontrolerem)
podłączanej do złącza PCI, PCI-Express.

Kontroler USB na złączu PCMCIA

Kontroler PCI EXPRESS - USB 3.0

Napęd optyczny

Napęd optyczny – jest to urządzenie, które za pomocą wiązki
lasera odczytuje dane z następujących nośników: CD (R,RW),
DVD (-R, -RW, +R, +RW) lub najnowszych Blu-ray Disc.

Dane techniczne:

- interfejs (usb,ata, sata, esata, scsi)

- prędkość - 150 kB/s (napędy CD), 1350 kB/s (napędy DVD)

lub 5234 kB/s (napędy Blu-Ray).

- obsługiwane formaty zapisu i odczytu danych