Podzespoły bazowe komputera, Geodezja, Informatyka, Wyklady


Spis Treści





KOMPUTER[ang.] - elektroniczna maszyna cyfrowa, urządzenie elektroniczne, służące do automatycznego przetwarzania informacji (danych) przedstawionych cyfrowo (tzn. za pomocą odpowiednio zakodowanych liczb).

Istotną cechą odróżniającą komputer od innych urządzeń jest jego programowalność, tzn. wykonywanie konkretnych zadań (np. obliczeń) jest związane z wykonywaniem zapisanych w pamięci komputera programów.

Komputer określany mianem PC (Personal Computer), czyli osobisty, zdobył największą popularność, zarówno w różnych dziedzinach działalności zawodowej, jak i w domach. Określenie PC spotyka się 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. 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.


HISTORIA KOMPUTERA KLASY IBM PC

W nowojorskim hotelu Astoria 12 sierpnia 1981 roku odbyła się premiera pierwszego komputera osobistego firmy IBM. Ojcem sukcesu jest, tragicznie zmarły w 1985 roku, Philip "Don" Estridge. Wprawdzie prace rozpoczął William Lowe, ale w grudniu 1980 roku szefem laboratorium został Estridge. IBM był dotąd znany z dużych maszyn i podczas ich budowy zawsze korzystał z wykonanych przez siebie części. Estridge postanowił skorzystać z części ogólnodostępnych. System operacyjny do nowego komputera napisać miała mała firma Microsoft z Seattle, własność 25-latka Billa Gatesa. Współpraca między gigantem IBM a Microsoftem złożonym z młodych ludzi nie była łatwa także z uwagi na odległość między siedzibą IBM na Florydzie a Seattle.

W podstawowej wersji z sierpnia 1981 roku IBM PC miał 16 kilobajtów (16 kB) pamięci RAM - tyle ile dziś ma byle zegarek z elektronicznym notesem, nie miał twardego dysku, dyskietka 5,25" miała pojemność 180 kB i była jednostronna. Monitor wyświetlał tylko jeden "kolor". Cudo to kosztowało ponad 1500 dolarów. Nie był pierwszym komputerem, ani też najlepszym. Jednak już po czterech latach dział PC-tów przyniósł firmie IBM 4,5 mld dolarów i zatrudniał 10 tysięcy osób. Dzięki bowiem prowadzonej przez IBM polityce "klonowania”, czyli udostępniania innym firmom licencji na produkcję podobnych maszyn, IBM ustanowił standard przemysłowy. Dziś około 90% komputerów na świecie to klony IBM PC a Apple zajmuje niszę 4,5 % rynku. W 88 na 100 komputerów PC jest zainstalowany system operacyjny Microsoftu. Konkurenci wypadają blado: OS2/Warp - 0,8%, Linux - 2,5%, Unix - 4,0% .

  1. Monitor CRT

0x01 graphic

  1. Działo elektronowe

  2. Strumień elektronów

  3. Cewki

  4. Szklany panel

  5. Maska perforowana

Podstawowe wady monitorów kineskopowych można zebrać w kilku punktach:

Oczywiście urządzenia te mają również wiele zalet:

http://www.pcworld.pl/artykuly/39034.html

  1. Monitor LCD

Wady :

Zalety:

Budowa i działanie:

Monitor LCD jest odmienną konstrukcją w stosunku do CRT. Nie posiada on działa elektronowego , w zamian za to jego podstawowym elementem jest matryca zawierająca tranzystory. W momencie podania napięcia na wybrany tranzystor ( sub-pixel ) zmienia swoją barwę. Następnie światło emitowane przez lampy znajdujące się za matrycą przechodzi przez wszystkie odpowiednio zabarwione punkty dając w efekcie obraz.

0x01 graphic

  1. Klawiatura

Standardowe urządzenie wejścia, liczy sobie zwyczajowo 102-103 klawisze, których przyciśnięcie sprawia wprowadzenie określonego znaku do komputera. Układ klawiatury został „odziedziczony” po starych maszynach do pisania i jest na tyle nieszczęśliwy, że sprawia, iż na klawiaturze pisze się wolniej niż teoretycznie jest to możliwe (dawne maszyny do pisania zacinały się, więc musiano wprowadzić układ, który zwalniał szybkość pisania).

  1. Myszka

Niewielkie urządzenie podłączane do komputera, które użytkownik przesuwa po płaskiej powierzchni w celu uzyskania ruchu kursora na ekranie monitora. Myszy pecetów (w odróżnieniu od myszy komputerów Macintosh) zazwyczaj są wyposażone w dwa przyciski. Lewy przycisk używany jest znacznie częściej i odpowiada za typowe zadania, np. uruchomienie programu czy otworzenie folderu. Wyróżniamy przy tym dwa wywołujące różne działania sposoby naciśnięcia takiego przycisku - zwykłe i tzw. podwójne kliknięcie, polegające na szybkim dwukrotnym przyciśnięciu. Prawego przycisku myszy używa się rzadziej i jego zadaniem jest zazwyczaj otwieranie menu kontekstowych. W najnowszych modelach myszy znajdziemy pomiędzy przyciskami ruchome kółko służące do sprawnego przewijania zawartości wielostronicowych dokumentów (na przykład stron WWW). Mysz stała się powszechnie używanym narzędziem pracy użytkowników komputerów, kiedy to standardem stały się zaopatrzone w GUI komputery firmy Apple.

  1. Obudowa

To jeden z zasadniczych komponentów, aczkolwiek, wbrew przypuszczeniom, nie jest niezbędny do pracy komputera. W zasadzie to stanowi go zasilacz (będący de facto oddzielnym podzespołem), który ma za zadanie „przerobienie” będącego w gniazdku prądu przemiennego na stały, którego to wymagają wewnętrzne części komputera. Obniża też jego napięcie i posiada wentylator, który chłodzi wnętrze zarówno zasilacza jak i całego komputera. Klasyczny podział obudów to podział na obudowy typu desktop (poziome obudowy, na których zazwyczaj stawiano monitor - niskie i szerokie), oraz, „modne” (niegdyś standardem były obudowy desktop) już od paru lat, obudowy typu tower (wysokie i wąskie). Obudowy tower, również są zróżnicowane: zasadniczy podział to: mini tower (malutkie „wieże”, praktycznie niespotykane), middle tower (najpopularniejsze obecnie obudowy) oraz big tower (obudowy stosowane raczej przy niewielkich serwerach, internetowych, które nie wymagają profesjonalnej stacji roboczej) zwane niekiedy, high tower. Obudowę charakteryzują zasadniczo nie jej wymiary a ilość „gniazd” dla urządzeń 5,25 cala i 3,5 cala.

  1. Płyta główna

0x01 graphic

Jest to jedna z najważniejszych części w komputerze. Jest zasilana bezpośrednio z zasilacza. Na niej są zamontowane wszystkie karty rozszerzeń, procesor, pamięć RAM. Do płyty głównej podłącza się wszystkie komponenty komputera - począwszy od monitora, poprzez stację dyskietek kończąc na drukarce. Najczęściej zielona, prostokątna płyta, na której umieszcza się następujące układy elektroniczne komputera:

· Pamięć RAM

· Pamięć ROM

· BIOS

· Chipset

· Procesor

· Gniazdo procesora

· Gniazda rozszerzeń np. PCI , PCIex

· Złącza EIDE , SATA


Wiele parametrów określa płytę główną:


a) ilość gniazd na płycie -

jest to ilość gniazd (slotów, szyn) na płycie, które służą do umieszczania w nich kart rozszerzeń - np. karty graficznej, dźwiękowej, modemu itp. Gniazda dzielą się na: ISA (w tej chwili już przestarzałe i praktycznie nieużywane - niegdyś było jedynym; najdłużej zachowały się karty sieciowe i dźwiękowe obsługujące tą szynę - dla reszty okazała się za wolna), PCI (obecnie zastąpiły sloty ISA i wszystkie karty, z wyjątkiem graficznej, są na niej montowane - jest stosunkowo szybkie) , AGP (jest to bardzo szybka szyna przeznaczona tylko i wyłącznie dla kart graficznych ) oraz PCIex ( najszybsza i najnowsza ).

b) typ gniazda dla procesora -

musi być zgodny z określonym procesorem - odznacza się kształtem, napięciem, prędkością komunikacji z procesorem itp. Zasadniczy podział to podział na gniazda typu SLOT (podłużne) i SOCKET (kwadratowe), których to odmian jest wiele.

c) prędkość procesora jaką dana płyta główna może obsłużyć -

prędkość tą stanowią 2 liczby a raczej ich skrajne wartości - magistrala (prędkość w hercach, jaką dane gniazdo może obsłużyć - zależne jest od niej także napięcie dla procesora, może przyjmować różne wartości) i mnożnik (wewnętrzna wartość procesora, która oznacza ile operacji zdoła wykonać w czasie 1 taktu magistrali , także może być różny). W zasadzie to wartości te zmieniają się z dnia na dzień ze względu na pojawianie się nowych, coraz szybszych procesorów. Iloczyn największych 2 wartości (największej magistrali i największego mnożnika) daje maksymalną prędkość procesora, jaką dana płyta może obsłużyć.

d) ilość gniazd i ich typ oraz częstotliwość dla kości RAM -

oczywiście im więcej tym lepiej. Typ pamięci jaki dana płyta obsługuje też jest ważny, jako że jest kilka ich typów (SIMM, DIMM, SDRAM, DDRAM)

Na płytach głównych montuje się pamięć w postaci chipu - tzw. CMOS , na którym to są zapisane wszystkie informacje potrzebne do startu komputera. Obsługuje je program zwany BIOS.

BIOS jest to program zapisany w pamięci ROM. Testuje on sprzęt po włączeniu komputera, uruchamia system operacyjny, kontroluje transfer danych pomiędzy komponentami tj. dysk twardy, procesor czy napęd CD-ROM. Za pomocą wbudowanego w BIOS programu SETUP można zmieniać standardowe ustawienia BIOSu np. parametry podłączonych dysków twardych lub zachowanie komputera po jego włączeniu.


Gniazda roz
szerzeń PCI (Peripherial Components Interconnect) - ówczesny standard gniazd rozszerzeń przeznaczonych do kart rozszerzeń wykonanych w tej architekturze. PCI spełnia normy standardu Plug and Play i może przesyłać dane w porcjach po 32 jak i 64 bity. Przez PCI urządzenie może przesyłać dane z prędkością do 132 MB/s.

Ponadto na płycie głównej umieszczane są różnego rodzaju porty komunikacyjne ( USB , LPT , COM ) służące do podłączania urządzeń zewnętrznych.


W gnieździe rozszerzeń montuje się takie karty rozszerzeń jak:


· Karta graficzna

· Karta muzyczna

· Karta telewizyjna

· Karta sieciowa

  1. Procesor

0x01 graphic


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.

W ALU 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 główny procesor przy dokonywaniu szczególnie dużej liczby obliczeń.

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.

Cache - pamięć podręczna procesora. Bufor pomiędzy pamięcią operacyjną a rejestrami procesora. Najczęściej spotykane rozmiary to 256 KB, 512 KB, 1MB, 2MB

Obecnie spotykane na rynku procesory to :

Intel Core 2 Duo

Intel Core Duo

Athlon 64

Sempron

Athlon

Celeron

  1. Pamięć ulotna ( RAM )

0x01 graphic

RAM (ang. Random Access Memory)

W pamięci RAM przechowywane są aktualnie wykonywane programy lub dane początkowe dla tych programów, oraz wyniki ich pracy.

Zawartość niektórych pamięci RAM jest tracona w momencie zaniku napięcia zasilania, dlatego wyniki pracy programów muszą być zapisane na jakimś nośniku danych. RAM jest stosowany między innymi jako pamięć operacyjna komputera (montowany do gniazd na płycie głównej), jako pamięć niektórych komponentów komputera (np. kart graficznych, dźwiękowych, itp.), oraz w wielu innych zastosowaniach. Cechy charakterystyczne to : pojemność , prędkość odczytu i zapisu.

Obecnie na rynku można spotkać różnego rodzaju pamięci tj.:

  1. Pamięć nielotna ( HDD )

0x01 graphic

Obecnie najpopularniejszy sposób archiwizacji danych to zapis na twardym dysku. Nie wymaga stałych dostaw prądu wobec czego po wyłączeniu komputera zapisane dane pozostają na nim. Dane są zapisywane na powierzchni obrotowych krążków za pomocą specjalnych głowic. Charakteryzuje go kilka parametrów: pojemność (ilość danych jaką dany dysk może pomieścić), ilość obrotów talerzy (krążków z zapisanymi danymi) na minutę (im większa wartość tym więcej operacji można wykonać i dysk jest szybszy; obecnie spotyka się wartości od 5400 do nawet 20000), czas dostępu (wyrażana w milisekundach ilość czasu, jaki upłynie by talerze zaczęły wirować i dysk zaczął przekazywać informacje na zewnątrz). Spotyka się obecnie kilka standardów dysków różniące się prędkością transferu między dyskiem a płytą główną: ATA 33, ATA 66, ATA 100, ATA 133 , SATA , SATA2 ,SCSI.

Służy do trwałego przechowywania danych. Pojemność dysku twardego mierzona jest w gigabajtach (GB). Zbudowany jest najczęściej z 2 do 8 talerzy umieszczonych w specjalnej obudowie chroniącym je przed kurzem itp. Za pomocą specjalnego silnika są one obracane 5400 lub 7200 razy na 1 minutę. Na powierzchni talerzy znajdują się głowice odczytująco - zapisujące.

Partycja jest to wydzielony z fizycznego obszaru dysku spójny fragment, z punktu widzenia logiki komputera, traktowany jest jako osobne narzędzie (dysk).

Formatowanie dysku jest to przygotowanie dysku do współpracy z wybranym systemem plików, usuwa wszystkie informacje.

Bad sector - uszkodzone miejsce na dysku twardym komputera. Wirujące talerze dysku twardego są pokryte materiałem magnetycznym, który z biegiem czasu ulega degradacji. W wyniku tego powstają bad sectory. Jeżeli bad sector powstanie w momencie zapisywania danych - system operacyjny zapisze je w innym, nieuszkodzonym miejscu. Gdy uszkodzenie powstanie w sektorze, w którym już coś się znajduje, najczęściej nie można już odzyskać danych. Do wyszukiwania i naprawiania bad sectorów na dysku twardym służą wyspecjalizowane programy użytkowe, takie jak ScanDisk, który dołączony jest do Windows 9x i Windows NT

  1. Karta graficzna

0x01 graphic

Karta grafiki, montowana na płycie głównej poprzez gniazdo PCIex ,PCI lub AGP, która odpowiada w komputerze za obraz wyświetlany przez monitor. Karty graficzne różnią się między sobą szybkością pracy, wielkością pamięci RAM, wyświetlaną rozdzielczością obrazu, liczbą dostępnych kolorów oraz częstotliwością odświeżania obrazu: im częściej odświeżany jest w czasie jednej sekundy obraz, tym spokojniej jest on postrzegany przez ludzkie oko (nie zauważalne jest migotanie obrazu). Częstotliwość odświeżania obrazu mierzona jest w hercach. Aby otrzymać w pełni stabilny obraz , konieczne jest co najmniej 72-krotne (72 Hz ) odświeżenie obrazu w ciągu każdej sekundy. Każda karta graficzna składa się z czterech podstawowych elementów: płytki drukowanej, głównego procesora, pamięci wideo i układu RAMDAC.

Zadaniem procesora graficznego jest dokonanie specyficznych opreacji matematycznych wykorzystywanych przy obliczeniach związanych tylko i wyłącznie z wyświetlaniem obrazu na urządzeniu docelowym.

Obecnie możliwe jest łącznie do 4 kart graficznych w celu zwiększenia mocy obliczeniowej układu graficznego.

  1. Karta sieciowa

0x01 graphic

Karta sieciowa umożliwia przyłączenie komputera do sieci komputerowej. Jest wyposażona w co najmniej jedno gniazdo służące do podłączenia albo kabla koncentrycznego, albo skrętki. Karty sieciowe rozróżnia się głównie ze względu na szybkość pracy - 10 lub 100 Mb/s; większość produkowanych obecnie kart sieciowych jest przeznaczona do Ethernetu.

  1. Karta muzyczna

0x01 graphic

Karta muzyczna pozwala na odgrywanie oraz nagrywanie na komputerze dźwięku w formie plików muzycznych. Karty muzyczne umożliwiają także podłączenie do nich komputerowych głośników, wzmacniacza, mikrofonu. Praktycznie wszystkie karty wyposażone są w game port, do którego można także podłączyć urządzenia MIDI oraz wyjście sygnału w postaci cyfrowej.
Do niedawna karty dźwiękowe współpracowały jedynie z magistralą ISA lub PCI. W dzisiejszych komputerach zazwyczaj korzystamy z kary zintegrowanych z płytą główną. Odstępstwami od reguły są bardziej profesjonalne rozwiązania gdzie do zestawu wmontowywana jest dodatkowa karta muzyczna.

  1. Napęd optyczny ( 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.

  1. Napęd optyczny ( DVD - ROM )

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

  1. Nagrywarki CD i DVD

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.

  1. Wentylatory

0x01 graphic

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 , korzystając z różnego rodzaju metod. Wywoła to zmniejszenie jego prędkości obrotowej, ale obniży również 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.

2010-04-07

- 1 -



Wyszukiwarka