PC хардуер. Персонален компютърен хардуер. Външна памет

Компютърен хардуер - Това са всички електронни и механични устройства на компютъра.

Обща схема на компютърния хардуер:

Хардуерна структура на персонален компютър:

• системна платка (дънна платка) - съдържа:
  • процесор (централен процесор) + охладителна система,
  • вътрешна памет,
  • системна шина,
  • слотове.
• периферни платки (могат да бъдат вградени в системната платка) - съдържат контролери на I/O устройства + конектори:
  • контролери за дискови устройства,
  • видеокарта (видеоконтролер, графична карта),
  • звукова карта (звуков контролер, звукова карта),
  • мрежова карта (мрежов адаптер, мрежова карта),
  • контролери на други устройства,
• входни и изходни устройства:
  • кара:
    • твърд диск,
    • флопидисково устройство (флопидисково устройство),
    • оптично устройство (CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW устройство),
    • стример
  • Други устройства;
• захранващ агрегат

Можете да видите общата схема на компютъра.

Нека разгледаме по-отблизо всяко устройство и неговите функции.

процесор- устройство, което извършва аритметични и логически операции и управлява други компютърни устройства.

Включва:

• аритметично логическо устройство (ALU);
• устройство за управление (CU);
• регистри;

Съвременните процесори работят в съответствие с принципите на машината на фон Нойман (архитектура на фон Нойман).

Система за охлаждане на процесора - използва се за отстраняване на топлина от отоплителен процесор. Най-често се използва въздушно охлаждане с помощта на охладител (вентилатор + радиатор).

Вътрешна памет

Включва:

• RAM или паметта с произволен достъп (RAM) е летлива памет (когато компютърът е изключен, цялата информация, записана в него, се изтрива). RAM се използва за четене и запис. RAM съхранява изпълними програми и данните, които обработват (Например, ако работим в Word, RAM съдържа тази програма и текста, с който работим. Ако документът не е запазен, т.е. не е записан във външна памет ( трудно устройство, флаш устройство), тогава когато изключите компютъра, данните ще бъдат загубени).
• паметта само за четене или паметта само за четене (ROM) е енергонезависима памет (когато компютърът е изключен, цялата информация, записана в него, се запазва). ROM е само за четене и съхранява информация, която никога няма да се промени.
• специална памет:
  • постоянна памет, която може да се препрограмира (флаш памет). Основният чип е BIOS (основна входно-изходна система), той съхранява програми за зареждане на операционната система в RAM и тестване на устройства, когато компютърът е включен. BIOS също така съдържа сервизни функции. Чрез BIOS операционната система осъществява достъп до хардуера (чрез драйвери на устройства).
  • CMOS памет (захранвана от батерии) - съхранява информация за състава и конфигурацията на оборудването, режим на работа. Тази информация се променя от специална програма, разположена в BIOS.
  • видео памет - памет с произволен достъп, използвана за съхраняване на данни, от които се формира изображението на екрана (текст и графика)
• процесорни регистри - памет вътре в процесора, супер бърза RAM;
• кеш памет - за увеличаване на скоростта на обмен на данни между процесора и RAM. Кеш паметта се контролира от контролер, който анализира програмата, която се изпълнява от процесора и се опитва да предвиди какви данни/команди може да са необходими на процесора в близко бъдеще и ги записва от RAM в кеш паметта.

Системна шина (информационна магистрала)свързва устройства в системния блок на компютъра и осигурява тяхното взаимодействие. Това е набор от писти на дънната платка, през които се предава информация под формата на сигнали.

Включва:

• адресна шина - за предаване на адреса, към който се прехвърлят данните: клетка с памет или входно/изходно устройство;
• шина за данни - за пренос на самите данни между процесора и паметта или входно/изходно устройство;
• управляваща шина (допълнителна шина) - за предаване на управляващи сигнали (например сигнал за запис или четене, сигнал за достъп до памет или входно/изходно устройство).

Слот- вътрешен контакт за свързване на устройства вътре в системния блок.

Контролер на входно и изходно устройство - микропроцесор, посредник между процесора и входно-изходното устройство. Управлява устройството, което е свързано към него. Преобразува информацията, която трябва да се обменя между процесора и устройството.

Конектор- външен контакт за свързване на външно (по отношение на системния блок) устройство.

Контролер на задвижване - конвертира и прехвърля информация между процесора и дисковото устройство.

Видео картапреобразува и предава сигнала към монитора.

Звукова карта обработва звук (осигурява входен звук от микрофон и възпроизвеждането му през слушалки, високоговорители, вграден високоговорител).

LAN карта използва се за свързване на персонален компютър към мрежа и организиране на взаимодействие с други мрежови устройства (обмен на информация по мрежата).

ДА СЕ входни и изходни устройствасе отнася за външна памет .

Външна паметизползва се за дългосрочно съхранение на данни и програми. Информацията, записана на външна памет, не се изтрива, когато компютърът се изключи.

Включва:

• устройства за съхранение на информация - устройства за четене и запис
• носител за съхранение - място, където се съхранява информация.

Дискови устройства(устройства за съхранение на информация) се използват за четене/запис на носители за съхранение: плочи на твърди дискове, флопи дискове, оптични дискове, ленти.

Входни и изходни устройстваразгледани подробно в тази статия .

Захранването е източник на електрически ток за захранване на устройствата на системния блок.

Персонален компютър- компютър (компютър), предназначен за лична употреба, чиято цена, размер и възможности задоволяват нуждите на голям брой хора.

Съвременните компютри се характеризират с:

· малък по размер,

· възможност потребителят да работи с компютъра лично, без посредничеството на професионален програмист,

ниска консумация на електрическа енергия,

· удобство и комфорт на комуникация между потребителя и компютъра.

Компютрите изпълняват две основни функции:

· обработка и съхранение на информация

· обмен на информация с външни обекти.

Тези функции се изпълняват с помощта на два компютърни компонента: софтуер и хардуер.

Под хардуер обикновено разбират всички възли, модули и блокове, които изграждат компютър или компютърна система. Съвременните компютри използват така наречената „отворена архитектура“, т.е. Съставът на компютърния хардуер може да бъде променен чрез смяна на един от модулите или разширен чрез вмъкване на допълнителен модул.

Съвременният компютърен хардуер включва следното:

· системна единица,

· устройства за въвеждане на информация в компютър (например клавиатура),

· устройства за извеждане на информация от компютър (например монитор).

Системният блок, клавиатурата и мониторът заедно съставят персонален компютър в минимална конфигурация, т.е. ви позволяват да работите с информация на компютър

Корпусите на системните модули се предлагат в няколко вида: вертикални (кула), хоризонтални (десктоп), моноблок (системен модул и монитор в един корпус). Има преносими компютри като Notebook (лаптоп), предназначени да работят на батерия.

Вътре в системния блок има:

· захранване,

· дънна (системна) платка

· процесор,

· RAM,

· HDD,

· флопидисково устройство (остаряло).

· CD–ROM, DVD-ROM, DVD-RW устройство;

· звукова карта,

· LAN карта.

Компютърните системи включват и външни устройства, наречени периферни устройства.

Периференсе отнася за всички компютърни устройства, разположени извън дънната платка. Някои устройства, въпреки че са разположени извън дънната платка, също се намират в системния модул, точно като дънната платка: твърд диск, флопи устройства, CD-ROM, звукова карта, мрежова карта и някои други.

Според предназначението си периферните устройства се разделят на:

· устройства за въвеждане на данни; към устройства за извеждане на данни;

· устройства за съхранение на данни;

· устройства за обмен на данни.

Сега нека разгледаме по-подробно отделните елементи.

Дънна платка- печатна платка, върху която са монтирани чипсетът и другите компоненти на компютърната система.

На дънната платка, в допълнение към чипсета, има конектори за свързване на централен процесор, графична карта, звукова карта, твърди дискове, RAM и други допълнителни периферни устройства.

Всички основни електронни схеми на компютъра и необходимите допълнителни устройства са включени в дънната платка или са свързани към нея с помощта на слотове за разширение.

процесор- Това е "мозъкът" на всеки компютър. Процесорът извършва всички изчисления (аритметични и логически операции), взаимодейства с паметта и управлява всички компоненти на компютъра. По този начин процесорът включва следните части:

аритметично логическо устройство (ALU),

· управляващо устройство (CU).

· вътрешни регистри – клетки с памет вътре в чипа на процесора, предназначени да съхраняват междинна информация.

Най-важните характеристики на процесора, които определят неговата производителност (брой операции за единица време), са: тактова честота, битова дълбочина, размер на адресируемата памет.

Тактова честотаопределя скоростта на операциите в процесора. Увеличаването на тактовата честота увеличава производителността на процесора. Съвременните процесори имат тактова честота от 400-4000 MHz или повече.

Битова дълбочина на обработените данни– броя на битовете информация, едновременно въведени и изведени от процесора. Колкото по-голяма е битовата дълбочина, толкова повече информация може да обработи процесорът за единица време. Капацитетът на съвременните процесори е 32 и 64 бита.

Капацитет на адресируема памет(адресно пространство) – максималният брой клетки от основната памет, които могат да бъдат директно адресирани от процесора.

Мултипроцесорът е компютърна система, която съдържа множество процесори и едно адресно пространство, видимо за всички процесори. Той изпълнява едно копие на операционната система с един набор от таблици, включително тези, които следят кои страници с памет са свободни. Те съдържат няколко процесорни ядра в един пакет (на един или повече чипове).

Вътрешна памет- Това е паметта, разположена на дънната платка. Вътрешната памет се състои от две устройства: RAM и ROM.

RAM (памет с произволен достъп)предназначени за съхраняване на текущи програми и текуща информация, т.е. програми и информация, с които потребителят работи в момента. В англоезичната литература RAM се нарича RAM (памет с произволен достъп).

Основните характеристики на RAM са: обем и време за достъп.

Количеството RAM (единица - MB) е общият брой клетки с памет на всички RAM чипове. Всяка клетка може да съхранява или "1", или "0". Клетките в кристалите на паметта се комбинират в блокове от 8 клетки и по този начин може да се запише байт информация във всеки такъв блок. Скоростта на компютъра до голяма степен зависи от количеството RAM: колкото по-голямо е количеството RAM, толкова по-бързо работи компютърът.

Време за достъп– времето, през което процесорът може да прочете съдържанието на RAM клетка или да запише информация в нея. Колкото по-кратко е времето за достъп, толкова по-бързо процесорът комуникира с RAM и толкова по-бързо работи компютърът.

RAM е летлива памет, т.е. При изключване на захранването той „забравя“ цялата записана в него информация.

ROM (памет само за четене)– съхранява програмата за първоначално зареждане на компютъра, информация за дънната платка и устройствата, разположени на нея, информация за свързаните външни устройства с памет, текущото време и др.

Външна (периферна) памет- Това е памет, разположена извън дънната платка. Устройствата с външна памет съхраняват програмни текстове, документи и друга информация. Тази памет често се нарича дългосрочна памет. Ако трябва да работите с програма, тя първо се копира от външни устройства с памет в RAM и след това се стартира. Най-често външната компютърна памет е представена от флопи дискови устройства и твърди дискове.

Твърд диск, твърд диск, твърд диск- енергонезависимо, презаписваемо компютърно устройство за съхранение. Това е основното устройство за съхранение на данни в почти всички съвременни компютри.

Графична карта или видеокарта- устройство, което преобразува изображение, съхранено в паметта на компютъра, във видео сигнал за монитора. Обикновено видеокартата е разширителна карта и се поставя в специален слот за видеокарти на дънната платка, но може да бъде и вградена, с други думи интегрирана.

Съвременните видеокарти не се ограничават до просто извеждане на изображения, те имат вграден графичен микропроцесор, който може да извършва допълнителна обработка, освобождавайки централния процесор на компютъра от тези задачи.

Звукова карта или звукова карта- позволява ви да работите със звук на вашия компютър. В момента звуковите карти се предлагат или вградени в дънната платка, като отделни разширителни карти или като външни устройства.

Мрежова карта или мрежова карта- периферно устройство, което позволява на компютъра да взаимодейства с други устройства в мрежата.

Периферни устройства за въвеждане на информация в компютър.

Клавиатура– устройство, използвано за въвеждане на данни и команди в компютър. Клавиатурата е оборудвана със специален кабел, чрез който се свързва към специален конектор на системния блок.

Мишка– широко използвано устройство за въвеждане на информация в наши дни. Позволява ви бързо да маркирате всяка точка на екрана на монитора. Работата с някои програми без мишка е почти невъзможна.

Скенер– устройство за въвеждане на графична информация (снимки, изображения и др.) в компютър.

Има и други устройства за въвеждане на информация в компютър: цифрови фотоапарати, манипулатори със светлинна писалка и др. Някои манипулатори са функционално подобни на мишката или я допълват: тракбол, джойстик, виртуален шлем и др.

Периферни устройства за извеждане на информация от компютър.

Монитор (дисплей)– устройство за извеждане на буквено-цифрова и графична информация от компютър. Мониторът е основното техническо средство за организиране на комуникацията между потребителя и компютъра. Външно прилича на телевизор.

Качеството на изображението на монитора се определя от следните характеристики: размер на диагонала, резолюция, палитра, кадрова честота.

Изображението на екрана на монитора се формира с помощта на точки (пиксели). Броят на пикселите хоризонтално и вертикално определя резолюцията на екрана. Типични стойности: 800´600 за 14-инчов монитор, 1600´1200 за 19-инчов монитор. Колкото по-голям е диагоналът на екрана и колкото по-висока е разделителната способност, толкова по-добро е качеството на изображението, тъй като малките детайли се рисуват по-добре.

Цветовата гама (палитра) на изходното изображение се определя от размера на видеопаметта - колкото по-голям е нейният обем, толкова повече цветове и нюанси може да изобрази мониторът. За средния потребител, като правило, са достатъчни 16 хиляди цвята и нюанси.

Удобството при работа на монитора до голяма степен се определя от такива характеристики на монитора като максималната честота на кадрите (обичайни стойности: 75-100Hz, т.е. изображението на екрана се актуализира 75-100 пъти в секунда).

Принтер– изходно устройство, което осигурява отпечатване на информация, генерирана от компютър. Като носител най-често се използва хартия.

Принтерите се делят на следните видове: матрични, мастиленоструйни, лазерни.

Най-простите принтери са матрични принтери (евтини, качеството на изображението е ниско, нивото на шум е високо). Принципът на печат на такива принтери е следният: печатащата глава съдържа множество тънки метални пръти (игли). Главата се движи по отпечатаната линия, а пръчките удрят хартията в точния момент през мастилената лента.

При мастиленоструйните принтери изображението се формира от микрокапки специално мастило, издухано върху хартия с помощта на дюзи. Такива принтери осигуряват високо качество при печат на специална хартия и са удобни за цветен печат. Въпреки това мастиленоструйните принтери са по-скъпи от матричните принтери и изискват внимателна грижа и поддръжка.

Лазерните принтери осигуряват най-високо качество на печат. Тези принтери използват принципа на ксерографията: изображението се прехвърля върху хартия от специален барабан, към който частиците боя се привличат електрически, само за разлика от копирната машина, печатащият барабан се електрифицира с помощта на лазер според компютърни команди.

Плотер(плотер) - изходно устройство, което ви позволява да получавате висококачествени чертежи.

Модем(съкращение, съставено от думите модулатор-демодулатор) е устройство, използвано в комуникационните системи и изпълнява функцията на модулация и демодулация. Модулаторът извършва модулация, т.е. променя характеристиките на носещия сигнал в съответствие с промените във входния информационен сигнал, демодулаторът извършва обратния процес. Специален случай на модем е широко използвано периферно устройство за компютър, което му позволява да комуникира с друг компютър, оборудван с модем, чрез телефонна мрежа (телефонен модем) или кабелна мрежа (кабелен модем).

Хардуерът се отнася до устройствата, които изграждат конфигурацията на компютъра. Има вътрешни и външни устройства. Координацията между отделните възли и блокове се извършва с помощта на хардуерно-логически устройства, наречени хардуерни интерфейси. Стандартите за хардуерни интерфейси се наричат ​​протоколи. Протоколът е набор от технически условия, които трябва да бъдат предоставени от разработчиците на устройства.

Персоналният компютър е универсална техническа система, чиято конфигурация може да се променя при необходимост. Съществува обаче концепцията за основна конфигурация. В момента основната конфигурация се състои от 4 компонента

1. системна единица

2. монитор

3. клавиатура

Системна единица

Системното устройство е основното устройство, в което са инсталирани най-важните компоненти. Устройствата, разположени вътре в системния блок, се наричат ​​вътрешни, а свързаните към него отвън - външни и периферни. Основната характеристика на случая на системния модул е ​​параметър, наречен форм фактор. От това зависят изискванията към поставяните устройства. Форм-факторът на системния модул трябва да съответства на форм-фактора на основната (системна, дънна платка) платка. В момента най-често срещаните случаи са с ATX форм фактор. Калъфите са снабдени със захранване.

Вътрешни устройства на системния блок

Дънна платка- основната платка на компютъра. Съдържа:

1. процесор- основният чип, който извършва аритметични и логически операции - мозъкът на компютъра. Процесорът се състои от клетки, подобни на RAM клетките, но в тези клетки данните могат не само да се съхраняват, но и да се променят. Вътрешните клетки на процесора се наричат регистри. Някои регистри са командни регистри, тоест тези, които възприемат данните като команди, които контролират обработката на данни в други регистри. Като контролирате изпращането на данни към различни регистри, можете да контролирате обработката на данните. Изпълнението на програмата се основава на това. Процесорът е свързан с други устройства чрез няколко групи проводници, наречени гуми. Има три основни гуми: шина за данни, адресна шина и командна шина . Адресна шинасе състои от 32 паралелни проводника (32-битови). Той предава адресите на RAM клетките. Към него е свързан процесор, който копира данни от OP клетката в един от нейните регистри. Извършва се самото копиране шина за данни. В съвременните компютри обикновено е 64-битов, т.е. За обработка се получават едновременно 8 байта. Командната шина предава команди от OP зоната, в която се съхраняват програмите. Повечето съвременни компютри имат 32-битова командна шина, но има и 64-битови.

2. Основните характеристики на процесора са битова ширина, тактова честота и кеш памет . Битова дълбочинапоказва колко бита информация може да обработи процесорът наведнъж (един тактов цикъл). Тактова честотаопределя броя на циклите в секунда, например за процесор, изпълняващ около 3 милиарда цикъла в секунда, тактовата честота е 3 GHz/sec. Обменът на данни в рамките на процесора става по-бързо, отколкото с RAM. За да се намали броят на достъпите до ОП, вътре в процесора се създава буферна област - кеш памет. Получавайки данни от OP, процесорът едновременно ги записва в кеш паметта. При последващ достъп процесорът търси данни в кеш паметта. Колкото по-голяма е кеш паметта, толкова по-бързо работи компютърът.

3. микропроцесорен комплект (чипсет) - набор от чипове, които контролират работата на вътрешните устройства и определят основната функционалност на дънната платка.

4. гуми- набори от проводници, чрез които се обменят сигнали между вътрешните устройства.

5. RAM- набор от чипове, предназначени за временно съхранение на данни

Паметта с произволен достъп (RAM - random access memory) е масив от клетки, способни да съхраняват данни. паметта може да бъде динамична и статична. Клетките с динамична памет могат да се разглеждат като микрокондензатори, които натрупват електрически заряд. Динамичната памет е основната RAM на компютъра. Статичните клетки на паметта са тригери - елементи, които съхраняват не заряд, а състояние (включено/изключено). Този тип памет е по-бърза, но и по-скъпа и се използва в т.нар. кеш памет, предназначена да оптимизира производителността на процесора. RAM е разположен на стандартни панели (модули, линийки). Модулите се поставят в специални конектори на дънната платка.

6. ROM- устройство с памет само за четене. Когато компютърът е включен, неговата RAM памет е празна. Но процесорът се нуждае от команди, за да започне да работи. Следователно, веднага след включване, началният адрес се задава на адресната шина. Това се случва в хардуера. Този адрес сочи към ROM. ROM съдържа „свързани“ програми, които се записват там, когато се създават ROM чипове и формират основната входно-изходна система (BIOS - Base Input/Output System). Основната цел на този пакет е да провери състава и функционалността на основната компютърна конфигурация и да осигури взаимодействие с клавиатурата, монитора, твърдия диск и флопи устройството.

7. конектори за свързване на допълнителни вътрешни устройства (слота).

HDD

Твърдият диск е устройство за дълготрайно съхранение на големи количества данни и програми.

Всъщност това не е един диск, а група дискове, които имат магнитно покритие и се въртят с висока скорост. Над повърхността на всеки диск има глава за четене и запис. При високи скорости на въртене между повърхността на диска и главата възниква аеродинамична възглавница. Когато токът, протичащ през главата, се променя, силата на магнитното поле в междината се променя, което води до промяна в магнитното поле на феромагнитните частици, които образуват покритието на диска. Ето как се записва на диск. Четенето се извършва в обратен ред. Магнетизираните частици предизвикват самоиндукционна емф в главата, възникват електромагнитни сигнали, които се усилват и предават за обработка. Работата на твърдия диск се контролира от специално устройство - контролер на твърдия диск. Функциите на контролера са частично вградени в твърдия диск и частично разположени на чиповете на чипсета. Някои видове контролери с висока производителност се доставят на отделна платка.

Флопи устройство

За бързо прехвърляне на малки (до 1,4 MB) количества информация се използват дискети, които се поставят в специално устройство за съхранение - флопи устройство.

CD или DVD устройство

Принципът на работа на CD устройството е да чете (записва) данни с помощта на лазерен лъч, отразен от повърхността на диска. В същото време плътността на запис в сравнение с магнитните дискове е много висока. Един стандартен компактдиск може да съхранява до 650 MB. Появата на DVD формата бележи преход към ново, по-напреднало ниво в областта на съхранението и използването на данни, звук и видео. Първоначално съкращението DVD означава цифров видео диск, това са оптични дискове с голям капацитет. Тези дискове се използват за съхранение на компютърни програми и приложения, както и пълнометражни филми и висококачествено аудио. Следователно съкращението DVD, което се появи малко по-късно, беше дешифрирано като цифров универсален диск, т.е. универсален цифров диск е по-логичен. Отвън DVD дисковете изглеждат като обикновени CD-ROM дискове. DVD обаче има много повече възможности. DVD дисковете могат да съхраняват 26 пъти повече данни от обикновения CD-ROM. С физическия размер и външен вид на конвенционален CD или CD-ROM, DVD дисковете представляват огромен скок в капацитета за съхранение в сравнение с капацитета за съхранение от 650MB на техния предшественик. Стандартен еднослоен, едностранен DVD диск може да съхранява 4,7 GB данни. Но това не е ограничението - DVD дисковете могат да бъдат произведени с помощта на двуслоен стандарт, който ви позволява да увеличите капацитета на данните, съхранявани от едната страна, до 8,5 GB. Освен това DVD дисковете могат да бъдат двустранни, което увеличава капацитета на един диск до 17 GB.

Видео карта

Заедно с монитора видеокартата образува видеосистемата на компютъра. Видеокартата (видеоадаптерът) изпълнява всички операции, свързани с управлението на екрана на монитора и съдържа видеопамет, в която се съхраняват данни за изображения.

Звукова карта

Звуковата карта изпълнява операции, свързани с обработката на звук, реч и музика. Звукът се възпроизвежда през високоговорители (слушалки), свързани към изхода на звуковата карта. Има и конектор за свързване на микрофон. Основният параметър на аудио сигнала е битовата дълбочина.Колкото по-голяма е битовата дълбочина, толкова по-малка е грешката, свързана с цифровизацията, толкова по-добър е звукът.

Портове (входно-изходни канали)

Следните портове са разположени (или по-скоро могат да бъдат разположени) на задната стена на кутията на съвременните компютри:

Игра - за устройства за игри (за свързване на джойстик)

VGA - VGA контролер, интегриран в дънната платка за свързване на монитор за офис или бизнес компютър

COM - асинхронен сериен (обозначен COM1-COMZ). Чрез тях обикновено се свързва мишка, модем и др.

PS/2 – асинхронни серийни портове за свързване на клавиатура и мишка

LPT - паралелни (обозначени като LPT1-LPT4), към тях обикновено се свързват принтери

USB - универсален интерфейс за свързване на 127 устройства (този интерфейс може да бъде разположен на предната или страничната стена на кутията)

IEEE-1394 (FireWire) - интерфейс за предаване на големи количества видео информация в реално време (за свързване на цифрови видеокамери, външни твърди дискове, скенери и друго високоскоростно оборудване). Всички видеокамери, работещи в цифров формат, са оборудвани с интерфейс FireWire. Може да се използва и за създаване на локални мрежи.

За да осигурят максимална производителност и правилна работа, те използват хардуер и софтуер, които са много взаимосвързани и ясно взаимодействат в различни посоки. Сега нека се докоснем до разглеждането на хардуера, тъй като първоначално те заемат доминираща позиция в осигуряването на функционалността на всеки компютър или дори мобилна система.

Системен хардуер: обща класификация

И така, с какво си имаме работа? Всъщност сложният хардуер е познат на всички. Всъщност много потребители го наричат ​​компютърен хардуер. Всъщност хардуерът е именно „хардуерът“, а не софтуерните компоненти на която и да е компютърна система. В най-простата версия на класификацията те се разделят на вътрешни и външни.

Освен това в това разделение можем да разграничим три основни и най-значими класа устройства:

• Входни устройства;
• изходни устройства;
• устройства за съхранение на информация.

Естествено, заслужава да се споменат отделно основните елементи на компютърните системи като дънна платка, процесор и др., Които не са включени в нито един от горните класове и са основни елементи, без които никой компютър просто няма да работи.

Основни компютърни елементи

Когато описвате хардуера на всеки компютър, струва си да започнете с най-важния елемент - дънната платка, на която са разположени всички вътрешни елементи. И външните устройства са свързани към него чрез използването на различни видове конектори и слотове.

Днес има доста разновидности на „дънни платки“ и техните производители. Вярно е, че такива платки за настолни компютри и лаптопи могат да се различават както по формата, така и по разположението на отделните елементи. Въпреки това, същността на тяхното използване в компютърните системи не се променя.

Вторият най-важен елемент е централният процесор, който отговаря за производителността. Една от основните характеристики е тактовата честота, изразена в мега- или гигахерци, или по-просто казано, стойност, която определя колко елементарни операции може да извърши един процесор за една секунда. Не е трудно да се досетите, че производителността не е нищо повече от съотношението на броя на операциите към броя на тактовите цикли, които са необходими за извършване (изчисляване) на една елементарна операция.

Невъзможно е да си представим компютърен хардуер без RAM и твърди дискове, които се класифицират като устройства за съхранение. Те ще бъдат обсъдени малко по-късно.

Софтуер и хардуер

Съвременните компютри също използват хибридни устройства, като ROM или CMOS памет само за четене, която е в основата на основната входно-изходна система, наречена BIOS.

Това не е само „хардуерен“ чип, разположен на дънната платка. Има собствен фърмуер, който позволява не само да се съхраняват неизменни данни, но и да се тестват вътрешни компоненти, дори когато компютърът е включен. Вероятно много собственици на стационарни компютри са забелязали, че когато се включат, се чува сигнал от системния високоговорител. Това само показва, че проверката на устройството е била успешна.

Инструменти за въвеждане на информация

Сега нека да разгледаме входните устройства. В момента има доста много от техните разновидности и, съдейки по развитието на ИТ технологиите, скоро ще има още повече. Въпреки това, следните се считат за основни в този списък:

• клавиатура;
• мишка (тракпад за лаптопи);
• джойстик;
• дигитална камера;
• микрофон;
• външен скенер.

Всяко от тези устройства ви позволява да въвеждате различен тип информация. Например графики се въвеждат със скенер, видеоизображение се въвежда с камера, текст се въвежда от клавиатура и т.н. Но и мишката, и тракпадът, освен всичко друго, са и контролери (манипулатори).

Що се отнася до клавиатурата, функциите за управление в нея се използват чрез бутони или техните комбинации. В същото време можете да получите достъп до определени функции, параметри и команди на операционни системи или друг софтуер.

Средства за извеждане на информация

Невъзможно е да си представим хардуер без изходни устройства. Стандартният списък съдържа следното:

• монитор;
• принтер;
• плотер;
• озвучителна и видео система;
• мултимедиен проектор.

Основният тук е компютърен монитор или екран на лаптоп. Ясно е, че при съвременните методи на обектно-ориентирано програмиране взаимодействието с потребителя се осъществява чрез графичен интерфейс, въпреки че тази ситуация е еднакво приложима за системи, в които се въвеждат команди. Във всеки случай потребителят трябва да види какво се показва на екрана.

Що се отнася до останалите елементи, те са желателни, макар и не задължителни (е, освен може би графичен адаптер, без който съвременните системи може да не работят).

Средства за съхранение на информация

И накрая, един от най-важните класове са устройствата за съхранение на информация. Тяхното присъствие, било то вътрешни компоненти или външни носители, е просто задължително. Към този клас принадлежат следните сортове:

• твърд диск (твърд диск);
• RAM;
• кеш-памет;
• външни устройства (флопи дискове, USB устройства).

Понякога това включва и BIOS система с CMOS памет, но, както бе споменато по-горе, това са по-скоро хибридни устройства, които могат еднакво да бъдат класифицирани в различни категории.

Разбира се, основно място тук заемат твърдите дискове и RAM паметта. Твърдият диск е хардуерно средство за информация (или по-скоро средство за нейното съхранение), тъй като се съхранява на него постоянно, а в RAM - временно (при стартиране или работа на програми, копиране на съдържание и т.н.).

Когато изключите компютъра, RAM паметта се изчиства автоматично, но информацията от твърдия диск не изчезва. По принцип сега сменяемите носители като USB устройства с голям капацитет също се конкурират с твърдия диск, но флопи дисковете и оптичните дискове стават остарели, дори само поради малкия им капацитет и възможността за физическа повреда.

Комуникационни устройства

Незадължителен клас, макар и много популярен в съвременния свят, може да се нарече и устройства, които са отговорни за осигуряване на комуникация както между отделни компютърни терминали, свързани директно, така и в мрежи (или дори на ниво достъп до Интернет). Ето основните устройства:

• мрежови адаптери;
• рутери (модеми, рутери и др.).

Както вече е ясно, не можете без тях, когато организирате мрежи (стационарни или виртуални) и предоставяте достъп до World Wide Web. Но малко хора днес знаят, че два компютъра например могат да бъдат свързани директно чрез кабел, както беше направено преди двадесет години. Разбира се, това изглежда малко непрактично, но не трябва да забравяте за тази възможност, особено когато трябва да копирате големи количества информация и няма подходящ носител под ръка.

Устройства за сигурност и защита на данните

Сега за още един тип устройство. Това са устройства за хардуерна защита, които включват например „железни“ защитни стени, наричани още защитни стени (защитна стена на английски - „пожарна стена“).

По някаква причина днес повечето потребители са свикнали с идеята, че защитната стена (известна още като защитна стена) е само защитна стена. Това не е така. При организиране на мрежи с високо ниво на сигурност използването на такива компоненти е не само желателно, но понякога дори просто необходимо. Съгласете се, софтуерната част не винаги се справя с функциите си и може да не реагира навреме на смущения в мрежата отвън, да не говорим за достъп до това, което се съхранява на твърдите дискове на компютри или сървъри.

Взаимодействие на софтуер и хардуер

И така, разгледахме накратко хардуера. Сега няколко думи за това как те взаимодействат със софтуерните продукти.

Съгласете се, операционните системи, които предоставят на потребителя достъп до изчислителните възможности на компютъра, имат свои собствени изисквания. Съвременните операционни системи поглъщат толкова много ресурси, че просто няма да работят с остарели процесори, които нямат изчислителна мощност или нямат необходимото количество RAM. Между другото, това важи и за съвременните приложни програми. И, разбира се, това далеч не е единственият пример за подобно взаимодействие.

Заключение

И накрая, струва си да се каже, че хардуерът на модерен компютър беше прегледан доста накратко, но могат да се направят изводи за класификацията на основните елементи на системата. Освен това си струва да се отбележи, че компютърните технологии се развиват и това също води до факта, че се появяват все повече външни и вътрешни устройства от различни видове (вземете виртуални каски, например). Но що се отнася до основната конфигурация, в този случай са дадени най-важните компоненти, без които днес е невъзможно да съществува всяка компютърна система. По очевидни причини обаче мобилните устройства не бяха разгледани тук, тъй като техните устройства са малко по-различни от компютърните терминали, въпреки че имат доста общи неща.

Той е основата, благодарение на която един компютър може да изпълнява възложените му задачи. Отчасти това е самият електронен компютър. Понякога начинаещите потребители задават въпроса: какво е компютърен хардуер? Всъщност няма нищо сложно - основният проблем е в термините. Гръмкото име не е по-добро от краткото, ако значението зад думите е същото. Това се случи и в този случай. Така вместо термина „компютърен хардуер“ може да се използва по-описателната дума „компоненти“. В крайна сметка едва ли на някой ще му хрумне да нарече една програма компютърен компонент. Но тъй като първият термин е установен в общността, нека да разгледаме какво означава той.

Нека започнем с една илюстративна аналогия. Представете си лек автомобил. Като цяло това е сложна конструкция, състояща се от тяло, двигател, спомагателни устройства и гориво. Съвременните автомобили стават все по-интелигентни, след като са се научили да контролират нивото на горивото; „наблюдава“ работата на основните компоненти. Но дори сега цялата тази метална система се управлява от жив човешки шофьор. Посоката на движение, двигателят, колелата – всичко се подчинява на волята му. Ще се движи ли колата сама и ще може ли да взема решения? Едва ли. В този пример машината е компютър. Съответно софтуерът е всички онези програми, които по определен начин контролират работата на всички „хардуерни“ възли. Връщайки се към аналогията с автомобила, приложенията могат да бъдат сравнени с човешки шофьор. Разбира се, има редица предупреждения, например, човек може да ходи, а компютърна програма без хардуер ще бъде безсмислен набор от знаци.

И така, компютърният хардуер представлява всички онези устройства, които изграждат компютъра, както и други, които са предназначени за използване с компютър.

Сега в магазините има както стационарни компютри, така и преносими (лаптопи). Въпреки външните различия, принципите на работа на компонентите в тях са еднакви. Затова изброяваме какво включва хардуера на персонален компютър.

Една от основните части на компютъра е процесорът. Функциите на този доста голям чип са да обработва цифрови данни и частично да осигурява взаимодействието на други свързани компоненти. Основните производители на настолни процесори са Intel и AMD.

Основната платка (дънна платка, основна платка, система), както подсказва името, е основата, към която са свързани всички вътрешни и периферни компоненти. Освен това съдържа специални чипове, които контролират работата на някои компоненти. Преди това имаше две от тях на дънната платка, но сега една от тях е напълно интегрирана в процесора.

Използва се твърд диск за потребителя и програмите, необходими за работа. Преди този тип устройства използваха магнитен записващ принцип, но наскоро се появи алтернатива под формата на флаш технология, за която се прогнозира, че ще има големи перспективи в бъдеще.

Това също включва CD устройство, видео адаптер и памет. Също така, както вече споменахме, в допълнение към вътрешните компоненти, хардуерът включва и външни устройства. И така, мишка, високоговорители, монитор, принтер, скенер и т.н. Тоест всички онези устройства, които са проектирани да работят като част от компютърна система. Можете да го кажете по друг начин: можете да ги видите, да ги пипнете с ръце и да ги поправите с отвертка, което е напълно немислимо за програмите.