Hardware-ul sistemelor de calcul include dispozitivele și dispozitivele care formează configurația hardware.
Coordonarea dintre nodurile și blocurile individuale se realizează utilizând dispozitive tranzitorii hardware-logice, numite interfețe hardware. Standardele pentru interfețele hardware în calcul sunt numite protocoale. Astfel, un protocol este un set de condiții tehnice care trebuie furnizate de dezvoltatorii de dispozitive pentru a-și coordona cu succes activitatea cu alte dispozitive.
1. Configurația de bază a unui computer personal
Un computer personal este un sistem tehnic universal, configurația acestuia putând fi modificată flexibil, după cum este necesar. Cu toate acestea, există conceptul de configurație de bază (tipică). În prezent, configurația de bază include patru dispozitive:
1.1. Unitate de sistem
Unitatea de sistem este principalul nod, în interiorul căruia sunt instalate cele mai importante componente. Dispozitivele din interiorul unității sistemului sunt numite interne, iar dispozitivele conectate la acesta din exterior sunt numite externe. Dispozitivele externe suplimentare pentru intrare, ieșire și stocare de date pe termen lung se numesc și dispozitive periferice.
În aparență, blocurile de sistem diferă în forma incintei. Cazurile PC sunt fabricate în versiuni orizontale și verticale. Cazurile pentru PC sunt livrate cu sursa de alimentare și, prin urmare, puterea sursei de alimentare este de asemenea unul dintre parametrii incintei.
Placa de bază este placa principală a computerului personal. Acesta găzduiește:
procesor - cipul principal, care efectuează majoritatea operațiilor matematice și logice;
set de microprocesoare (chipset) - un set de microcircuite care controlează funcționarea dispozitivelor interne ale calculatorului și determină funcționalitatea principală a plăcii de bază;
magistrală - seturi de conductori, prin care există un schimb de semnal între dispozitivele interne ale computerului;
RAM (memorie cu acces aleatoriu) este un set de microcircuite destinate stocării temporare a datelor atunci când computerul este pornit.
ROM (memorie numai pentru citire) - un cip conceput pentru stocarea pe termen lung a datelor, inclusiv atunci când computerul este oprit;
conectori pentru conectarea dispozitivelor suplimentare (sloturi).
Procesorul este microcircuitul principal al calculatorului, în care se produce greutatea de calcul.
Parametrii principali ai procesoarelor sunt:
frecvența ceasului de lucru. Acesta determină numărul de operații elementare (cicluri) efectuate de procesor pe unitate de timp. Frecvența ceasului procesoarelor moderne este măsurată în GHz (1 Hz corespunde unei operații pe secundă). Cu cât frecvența ceasului este mai mare, cu atât mai multe comenzi poate fi executate de un procesor și cu atât mai mult este performanța acestuia.
Adâncimea de biți indică câte biți de date poate primi și prelucra procesorul în registrele sale într-un singur ciclu de ceas. Dimensiunea procesorului este determinată de lățimea magistralei de comandă, adică numărul de conductori din magistrală, peste care sunt transmise comenzile.
tensiunea de operare este asigurată de placa de bază, astfel încât diferite mărci de procesoare se întâlnesc cu plăci de bază diferite. Tensiunea de funcționare a procesoarelor nu depășește 3 V. Reducerea tensiunii de operare face posibilă reducerea mărimii procesoarelor și reducerea generării de căldură în procesor, ceea ce face posibilă creșterea performanțelor sale fără pericolul supraîncălzirii.
coeficientul multiplicării interne a frecvenței ceasului este coeficientul prin care frecvența ceasului plăcii de bază este multiplicată pentru a ajunge la frecvența procesorului. Procesorul recepționează semnalele ceasului de pe placa de bază, care, din motive pur fizice, nu pot funcționa la frecvențe atât de înalte ca procesorul.
dimensiunea memoriei cache. Schimbul de date în interiorul procesorului este mult mai rapid decât schimbul de date între procesor și RAM. Prin urmare, pentru a reduce numărul de accesuri la memoria principală, în interiorul procesorului este creată o așa-numită memorie super-operativă sau cache. Când un procesor are nevoie de date, acesta accesează mai întâi cache-ul și numai atunci când nu există date necesare este accesat în memoria RAM.
Cu alte dispozitive, procesorul este conectat prin grupuri de conductori, numite autobuze. Pneurile principale sunt trei:
comandă - pe această magistrală din comenzile principale ale memoriei provin procesorul. Comenzile sunt reprezentate ca octeți. Comenzile simple sunt puse într-un octet, dar există și comenzi pentru care aveți nevoie de doi, trei sau mai mulți octeți.
Anvelopele de pe placa de baza sunt folosite nu numai pentru comunicarea cu procesorul. Toate celelalte dispozitive interne ale plăcii de bază, precum și dispozitivele care se conectează la aceasta, interacționează între ele prin intermediul autobuzelor.
Sub memoria internă se înțelege toate tipurile de dispozitive de stocare aflate pe placa de bază. Acestea includ:
RAM (RAM) reprezintă o serie de celule de cristal capabile să stocheze date. Se utilizează pentru schimbul rapid de informații între procesor, memoria externă și sistemele periferice. Din acesta, procesorul primește programe și date pentru procesare, înregistrează rezultatele. Numele "operativ" se datorează faptului că această memorie este foarte rapidă, iar procesorul nu trebuie să aștepte în timp ce citi și scrie date. Cu toate acestea, datele din acesta sunt stocate doar temporar atunci când computerul este pornit. Principalele caracteristici ale memoriei RAM sunt cantitatea de memorie și timpul de acces (măsurat în miliarde de secundă - nanosecunde, ns).
Memorie nevolatilă (CMOS) - Pentru funcționarea programului BIOS, sunt necesare toate informațiile despre configurația actuală a sistemului. Aceste informații nu pot fi stocate în memorie în timp real sau permanent. În special pentru aceste scopuri pe placa de bază există un cip de memorie nevolatilă, numit CMOS. Din RAM, acesta diferă prin faptul că conținutul său nu dispare atunci când opriți calculatorul, ci unul permanent - prin faptul că datele pot fi introduse acolo și modificate independent, în funcție de echipamentul inclus în sistem. Cipul de memorie CMOS este alimentat în mod constant de o baterie mică situată pe placa de bază. Astfel, programele BIOS citesc datele despre compoziția sistemului informatic din chip-ul CMOS, după care pot accesa hard disk-ul și alte dispozitive.
O unitate pe un disc magnetic flexibil
Pentru transferul rapid de cantități mici de date, se folosesc așa-numitele discuri magnetice flexibile (dischete), care sunt introduse într-o unitate specială de acționare.
Informațiile de pe dischetă sunt înregistrate în cercuri concentrice, numite piste. Piesele, la rândul lor, sunt împărțite în sectoare separate. între care există așa-numitele lacune intersectoriale.
Parametrii principali ai dischetelor sunt dimensiunea tehnologică (măsurată în țoli) și capacitatea totală.
Discurile flexibile sunt suporturi de date nesigure. Praful, murdăria, umiditatea, fluctuațiile de temperatură și câmpurile electromagnetice externe provoacă foarte des o pierdere parțială sau completă a înregistrărilor stocate pe o dischetă. Prin urmare, nu este permisă utilizarea dischetelor ca mijloc principal de stocare a datelor. Acestea sunt utilizate numai pentru transportul de date sau ca o instalație de stocare suplimentară (de rezervă).
Unitate hard disk
Un hard disk este dispozitivul principal pentru stocarea pe termen lung a unor cantități mari de date și programe. De fapt, acesta nu este un disc, ci un grup de discuri compozite care au o acoperire magnetică și se rotesc la viteză mare. Astfel, acest "disc" nu are două suprafețe, ci suprafețe 2n, unde n este numărul de discuri separate din grup.
Deasupra fiecărei suprafețe este un cap pentru citirea și scrierea datelor. La viteze mari de rotație a discurilor într-o lovitură între un cap și o suprafață există o pernă aerodinamică, iar capul se extinde deasupra unei suprafețe magnetice la înălțime, făcând câteva mii de acțiuni milimetrice. Când forța curentului care trece prin cap se schimbă, intensitatea câmpului magnetic dinamic se schimbă în spațiul gol, ceea ce determină modificări ale câmpului magnetic staționar al particulelor feromagnetice ce formează stratul de disc. Acesta este modul în care datele sunt scrise pe discul magnetic.
Controlul hard disk-ului efectuează un dispozitiv hardware-logic special - controlerul de hard disk. În prezent, funcțiile controlorilor de disc sunt realizate de jetoanele incluse în setul de microprocesoare (chipset), deși unele tipuri de controlere de hard disk de înaltă performanță sunt încă furnizate pe o placă separată.
Principalele caracteristici ale discurilor hard sunt capacitatea de informare, densitatea înregistrării, numărul de piste, timpul de acces, dimensiunile externe.
Hard-discurile nu sunt detașabile. Acestea necesită o manipulare foarte atentă, deoarece chiar și cu ușoare mișcări sau căderi pot fi ușor deteriorate.
Unități CD-ROM
Unitățile CD-ROM detașabile CD-ROM sunt un tip popular de medii de stocare necesare pentru utilizarea sistemelor multimedia. Principiul acestui dispozitiv este de a citi datele numerice cu un fascicul laser reflectat de pe suprafața discului. Înregistrarea digitală pe un disc compact este foarte densă. Unitățile pe CD-uri detașabile oferă acces relativ lent la date. Informațiile despre CD-urile obișnuite sunt înregistrate o singură dată în procesul de fabricație.
CD-R (CD-Recordable) sunt similare în aparență cu unitățile CD-ROM și compatibile cu acestea în dimensiunile discurilor și formatelor de înregistrare. Permite înregistrarea unică și numărul nelimitat de citiri.
Unități CD-RW (CD-RW) sunt utilizate pentru a înregistra date, care pot fi atât pentru a adăuga noi informații în spațiul liber, și suprascrie complet discul cu informații noi.
Memoria Flash este un tip de memorie nevolatilă care vă permite să scrieți și să stocați date în microcipuri. Flash-carduri de memorie nu au componente în mișcare în compoziția lor, care asigură o siguranță mare a datelor atunci când sunt utilizate în dispozitivele mobile.
Flash-memory este un microcircuit, plasat într-un caz plat miniatura. Pentru a citi sau a scrie informații, cardul de memorie este conectat la computer printr-un port USB.
Un monitor este un dispozitiv standard de ieșire conceput pentru a afișa vizual text și date grafice. În funcție de principiul funcționării, monitoarele sunt împărțite în:
monitoare cu tub catodic;
Afișează pe cristale lichide.
Un monitor cu tub catodic este similar unui televizor. tub catodic este un dispozitiv electronic cu vid ca un bec de sticlă, gâtul este localizat în tubul de electroni, în partea de jos - ecran cu stratul de fosfor. Când este încălzit, pistolul cu electroni emite un flux de electroni care se mișcă la viteză mare la ecran. Fluxul de electroni (fascicul de electroni) trece prin bobina de focalizare și deflexie care direcționează către un anumit punct al ecranului acoperire cu fosfor. Sub acțiunea electronilor, fosforul emite lumină pe care utilizatorul o vede. Faza de electroni se mișcă destul de repede, tragând linia ecranului de la stânga la dreapta și de sus în jos.
În afișajele cu cristale lichide (LCD), filtrul de polarizare creează două unde diferite de lumină. Un val de lumină trece printr-o celulă de cristal lichid. Fiecare celulă are culoarea proprie. Cristalele lichide sunt molecule care pot curge ca un lichid. Această substanță transmite lumină, dar sub influența încărcării electrice, moleculele își schimbă orientarea. Aceste monitoare sunt caracterizate de un consum redus de energie.
Din perspectiva utilizatorului, principalele caracteristici ale monitorului sunt dimensiunea diagonală, rezoluția, rata de reîmprospătare (update) și clasa de protecție.
Dimensiunea monitorului. Ecranul monitorului este măsurat diagonal în centimetri. În prezent, cele mai universale sunt monitoarele de 17 și 19 inci. Monitoarele pe scară largă sunt cel mai bine utilizate pentru publicații desktop și lucrări grafice, unde trebuie să vedeți toate detaliile imaginii.
Rezolvarea puterii. În modul grafic, imaginea de pe ecranul monitorului este formată din puncte (pixeli). Numărul de puncte orizontal și vertical pe care monitorul îl poate recrea în mod clar și separat se numește puterea sa de rezolvare. Cu cât rezoluția este mai mare, cu atât este mai bună calitatea imaginii.
Clasa de protecție a monitorului este determinată de standardul pe care monitorul îl îndeplinește în funcție de cerințele de siguranță. În general acceptate standardele internaționale, limitarea nivelului de radiații electromagnetice, stabilește un standard ridicat, parametrii care determină calitatea imaginii (luminozitate, contrast, flicker, proprietăți anti-reflexie ale acoperirii), standardele ergometric și de mediu în cadrul care sunt sigure pentru sănătatea umană.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: