POZNAJEMY BUDOWĘ KOMPUTERA

[ W p i s z n u m e r t e l e f o n u ]

Spis treści:

Procesor

Płyta główna

Karta graficzna

Karta sieciowa

Modem

Karta muzyczna

Pamięć

CD/DVD/CD-RW

Stacja dyskietek

Dysk twardy

Procesor - główny element komputera, którego zadaniem jest wykonywanie rozkazów i

sterowanie pracą wszystkich pozostałych elementów. Przykłady: Pentium, Celeron, AMD,

Cyrix, Motorola. Jedną z podstawowych cech procesora jest długość (liczba bitów) słowa, na

którym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma 64 bity, mówimy,

że procesor jest 64-bitowy.

Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość, z jaką wykonuje on

rozkazy. Przy danej architekturze procesora, szybkość ta w znacznym stopniu zależy od czasu

trwania pojedynczego taktu.

Budowa procesora :

zespół rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą być ogólnego przeznaczenia lub mają specjalne przeznaczenie,

jednostkę arytmetyczną (arytmometr) do wykonywania operacji obliczeniowych na danych,

układ sterujący przebiegiem wykonywania programu, inne układy, w które producent wyposaża procesor w celu usprawnienia jego pracy

Płyta główna - to jedna z najważniejszych części komputera. To właśnie na niej znajduje

się gniazdo procesora, sloty, porty oraz układy sterujące. Jej działanie zapewnia przede

wszystkim stabilność oraz wydajność całego systemu operacyjnego. Procesor ma za zadanie

przetwarzać i wykonywać typowe operacje arytmetyczno logiczne, jakie dochodzą do niego

poprzez pamięć operacyjną, a ilość takich operacji waha się w granicach od kilkuset do

milionów na sekundę. Powszechną miarą czasu działań, wykonywanych przez procesory są

mikrosekundy (1 us = 0,000001 s) i nanosekundy (1 ns = 0,000000001 s), czyli milionowe i

miliardowe części sekundy. Jest zasilana bezpośrednio z zasilacza.

Rodzaje płyt głównych :

Karta graficzna odpowiada za wszystko, co widzimy na ekranie. Każdy najdrobniejszy

punkt i kolor to zasługa skomplikowanego układu graficznego, czuwającego pomiędzy

centralną częścią komputera a naszymi oczami. Karta przyjmuje surowe dane, a następnie

przerabia je na sygnał wizualny.

Na przestrzeni lat ewolucja kart graficznych postępowała w niesłychanym tempie. Pierwsze

karty graficzne potrafiły jedynie wyświetlać znaki alfabetu łacińskiego ze zdefiniowanego w

pamięci karty generatora znaków - tryb tekstowy. Kolejna generacja kart graficznych

potrafiła już wyświetlać w odpowiednim kolorze poszczególne punkty (piksele) - tryb

graficzny. Popularyzacja gier komputerowych przyniosła nowe wyzwania – dziś grafika to

też niesłychanie skomplikowane trójwymiarowe transformacje, mające przybliżyć wirtualną

rzeczywistość do doskonale znanej nam codzienności.

Większość kart graficznych składają się z następujących elementów:

Procesor graficzny (GPU) – odpowiedzialny za generowanie obrazu w pamięci obrazu

Pamięć obrazu – bufor ramki – przechowuje cyfrowe dane o obrazie, tekstury, dane

geometrii sceny, etc

Pamięć ROM – pamięć przechowująca dane (np. dane generatora znaków) lub

firmware karty graficznej, obecnie realizowana jako pamięć flash EEPROM

RAMDAC (ang. Digital-to-Analog Converter) przetwornik cyfrowo-analogowy –

odpowiedzialny za przekształcenie cyfrowych danych z pamięci obrazu na sygnał

sterujący dla monitora analogowego; w przypadku kart wyłącznie z wyjściem

cyfrowym RAMDAC nie ma zastosowania.

Interfejs do systemu komputerowego – umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą

graficzną – zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express

Interfejs na slocie karty graficznej – zazwyczaj P&D, DFP, VGA, DVI, HDMI,

DisplayPort

Wiele kart graficznych posiada :

Framegrabber – układ zmieniający zewnętrzny, analogowy sygnał wideo na postać

cyfrową

Procesor wideo – układ wspomagający dekodowanie i przetwarzanie strumieniowych

danych wideo; w najnowszych konstrukcjach

Karta sieciowa (ang. NIC – Network Interface Card) – to karta rozszerzenia, która służy

do przekształcania pakietów danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej.

Karty NIC pracują w określonym standardzie, np. Ethernet, Token Ring, FDDI, ArcNet,

100VGAnylan.

Każda karta jest przystosowana tylko do jednego typu sieci (np. Ethernet) i posiada

niepowtarzalny numer, który identyfikuje zawierający ją komputer. Przydziela go

międzynarodowa instytucja pod nazwą IEEE. Każdemu producentowi przypisuje ona

odpowiedni kod i zakres liczbowy. Wytwórca interfejsu Ethernet tworzy niepowtarzalny

adres o długości 48-bitów, zwany często adresem sprzętowym lub adresem fizycznym. Adres

ten jest nazywany również adresem sterowania dostępem do medium - Media Access Control

(MAC).

Karta sieciowa to urządzenie łączące komputer z siecią komputerową zawierające dwa

interfejsy:

jeden do połączenia z siecią:

drugi do połączenia z komputerem

Zalety karty sieciowej z interfejsem USB :

Duża popularność portu USB wykorzystywana w większości komputerów PC i

Laptopów.

Nie wymaga ponownego uruchamiania komputera, po podłączeniu karty sieciowej

oraz możliwość podłączenia karty w czasie, kiedy komputer jest uruchomiony.

Zastosowanie Plug and Play, czyli automatyczna instalacja urządzenia, zaraz po

wykryciu go przez komputer.

Duża szybkości transmisji danych, dla USB 1.1 do 12 Mbit/s, dla USB 2.0 do 60

MB/s

Możliwość przesyłania danych, zarówno drogą przewodową jak i bezprzewodową

Modem - to urządzenie elektryczne, dzięki któremu następuje zmiana danych cyfrowych na

analogowe sygnały elektryczne i odwrotnie. Bez niego nie jest możliwe połączenie komputera

z Internetem i dzięki modemowi nie ma znaczenia odległość w jakiej znajdują się komputery i

urządzenia potrzebne do przesyłania i pobierania danych.

Zasada działania:

Modemy akustyczne - W najstarszych modemach dane były zamieniane na

przerywane dźwięki o częstotliwości 5 kHz i składały się z przetwornika

elektrycznego, głośnika i mikrofonu. W urządzenie to wkładało się zwykłą słuchawkę

telefoniczną, która ponownie przetwarzała dźwięki na impulsy elektryczne

Modemy nowoczesne - Współczesne modemy generują wprost impulsy elektryczne,

które przesyłane są bezpośrednio do kabla telefonicznego bez pośrednictwa

jakichkolwiek głośników i mikrofonów. Współczesne modemy wykorzystujące sieć

telefoniczną nie generują przerywanych dźwięków o stałej częstotliwości, lecz sygnał

jest kodowany za pomocą modulowanych fal o częstotliwości od 5 do 15 kHz

Rodzaje modemów:

Zewnętrzny - Występuje w postaci w postaci oddzielnego urządzenia, znajdującego

się poza komputerem i połączony z nim (lub z innym odbiornikiem) przy użyciu

przewodu (interfejs: RS-232, USB, LPT, ethernet) oraz charakteryzujący się pełną

samodzielnością sprzętową

Wewnętrzny - Występuje postaci specjalnej karty rozszerzeń instalowanej wewnątrz

komputera (PCI, ISA), zazwyczaj wykorzystującej w pewnym stopniu procesor

komputera.

Inna klasyfikację dokonuje się ze względu na medium. Wyróżniamy

modemy :

telefoniczne (klasyczne i xDSL)

kablowe

radiowe

Karta dźwiękowa- jest to karta rozszerzeń umożliwiająca przetwarzanie dźwięku w

komputerze. Sygnał dźwiękowy jest sygnałem analogowym więc nie może być zapisany na

dysku twardym. Jednym z zadań karty dźwiękowej jest zmiana sygnału analogowego na

cyfrowy przy pomocy przetwornika A/C. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe (A/C) składa się

z czterech podstawowych procesów:

1. Próbkowania

2. Kwantyzacji

3. Kodowania

4. Zapisywania

Budowa karty dźwiękowej :

Generator dźwięku – występował w starszych kartach i był to zazwyczaj generator

drgań o zadanej częstotliwości połączony z generatorem obwiedni (amplitudy) oraz

generator szumu, służył do sprzętowego generowania dźwięków za pomocą modulacji

i łączenia fal oraz szumu,

Przetworniki A/C i C/A – umożliwiające rejestrację i odtwarzanie dźwięku

(umożliwiające zamianę sposobu reprezentacji sygnału z analogowego na cyfrowy i

odwrotnie),

Bufor – mała (często tylko kilka kilobajtów) pamięć RAM, używana przez

przetworniki A/C i C/A, do których cyfrowy dźwięk jest zapisywany i odczytywany

przez procesor główny komputera lub odtwarzany po uprzednim wgraniu tam danych,

Mikser dźwięku – służy do łączenia sygnałów dźwięku z różnych źródeł, generatorów

dźwięku, przetworników C/A w skrócie PCAA, wejść zewnętrznych, itp.,

Wzmacniacz sygnałów wyjściowych - służy do wzmacniania sygnału wyjść

przeznaczonych dla urządzeń pasywnych (np. wyjście słuchawkowe),

Złączy wejściowych i wyjściowych dźwięku, zarówno analogowych i cyfrowych,

Interfejs do komputera – służący do komunikacji i wymiany danych z kartą

dźwiękową, zazwyczaj ISA, PCI lub USB,

Interfejs MIDI – służy do podłączania do komputera cyfrowych instrumentów

muzycznych w standardzie MIDI.

Pamięć RAM - jest to rodzaj pamięci cyfrowej, w której są przechowywane aktualnie

program oraz wszystkie związane z tymi programami dane i wyniki pracy. Pamięć RAM jest

to pamięć krótkotrwała, to znaczy, że wszystkie dane na niej zapisane znikają przy

wyłączeniu zasilania w komputerze. Jest to układ zbudowany z elektronicznych elementów,

które mają zdolność zapamiętywania swojego stanu. Do każdego jednego bitu informacji

potrzebny jest jeden układ. Pamięć RAM możemy podzielić na dwa rodzaje. Pamięci

statyczne w porównaniu do pamięci dynamicznych są o wiele bardziej szybsze a dodatkowo

nie wymagają odświeżania. Wykorzystują do pamięci przerzutniki. Niestety są dość drogie.

Pamięć dynamiczna potrzebuje dość częstego odświeżania, ponieważ charakteryzuje się

niskim poborem mocy co w efekcie prowadzi do samorzutnego rozładowania się komórek.

Wykorzystują do pamięci kondensatory. Pamięć RAM jest używana jako pamięć operacyjna

komputera. Przykładami pamięci RAM mogą być: Fast Page Mode (FPM RAM) ,

Synchroniczna SDRAM (połączenie pamięci statycznej i dynamicznej, działająca podobnie

do pamięci dynamicznej ale dostęp do komórek pamięci jest powiązany z zewnętrznym

zegarem procesora) , pamięć cache i wiele innych. Pamięć RAM jest objęta licencją, co

powoduje, że każdy producent układów tego typu musi wykupić u Intela pozwolenie. Sumy te

są niebagatelne. Stąd też różne firmy zaczęły pracować nad produktami konkurencyjnymi.

Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only

Memory) — poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego

odczytu światłem lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywania

dźwięku, przy użyciu kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów

cyfrowego zapisu dźwięku. Taką płytę nazywa się CD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje

czasy pojemności, niezawodności i niskiej cenie, dysk kompaktowy stał się popularnym

medium do zapisywania danych.

Standardowa płyta CD ma średnicę 120 mm i jest w stanie pomieścić 700 MB danych lub 80

minut dźwięku

CD-RW (ang. Compact Disc – ReWritable) jest to płyta kompaktowa z możliwością

wielokrotnego nagrywania (ok. 1000 razy) za pomocą odpowiedniej nagrywarki

komputerowej.

DVD (Digital Video Disc lub Digital Versatile Disc) – standard zapisu danych na optycznym

nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8 cm) lecz o większej

pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu

Stacja dyskietek (FDD; Floppy Disk Drive) – to element komputera przeznaczony

do obsługi jednego z rodzajów zewnętrznej pamięci komputerowej, jakim jest dyskietka.

Stacje dyskietek zwane są stacjami dysków miękkich.

Obecnie ich rolę przejęły nagrywalne płyty CD i DVD, a także coraz powszechniejsze nośniki

USB. Dzisiaj stacje dyskietek nie są już standardowo montowane w komputerach, jednak w

starszych systemach bez nich nie jest możliwe przywrócenie systemu z kopii zapasowej lub

wykonanie niektórych innych istotnych operacji bez rozkręcania komputera.

Najmniejszymi jednostkami zapisu danych na dyskietkach są: sektory i klastry. Pogrupowane

stanowią ścieżki, których może być 40 lub 80 (niektóre systemy komputerowe umożliwiały

natywną obsługę nieco większych rozmiarów). Jednostki te nanoszone są na nośnik podczas

procesu formatowania.

Dane na dyskietce mogą być zapisane w różnych formatach plików.

Budowa stacji dyskietek :

Dysk twardy – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik

magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" (hard disk drive) powstała w

celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. "dysków miękkich", czyli dyskietek (floppy

disk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na elastyczne podłoże, a nie jak w dysku

twardym na sztywne.

Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde takie, jak

dzisiaj znamy, wyprodukowała w 1980 r. firma Seagate. Dysk przeznaczony do

mikrokomputerów miał pojemność 5 MB, 5 razy więcej niż standardowa dyskietka.

Dla dysków twardych najważniejsze są parametry: pojemność, szybkość transmisji danych,

czas dostępu, prędkość obrotowa talerzy (obr/min.) oraz MTBF.

Budowa dysku twardego: