Budowa i działanie komputera I

1. Co to jest komputer KOMPUTER - elektroniczna maszyna licząca [z ang. compute – obliczać], urządzenie elektroniczne służące do automatycznego przetwarzania informacji (danych), przedstawionych cyfrowo (tzn. za pomocą odpowiednio zakodowanych liczb). Zestaw komputerowy Jednostka centralna Klawiatura, myszka Monitor Współczesny komputer to zespół urządzeń wewnętrznych oraz zewnętrznych złożony w tzw. zestaw komputerowy, gdzie rodzaje zastosowanych urządzeń określają przeznaczenie oraz zdolności operacyjne komputera.

2. Budowa komputera – schemat ogólny Wg uproszczonego schematu komputer 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. Programy przekazują rozkazy do procesora. Procesor to układ elektroniczny potrafiący wykonywać rozkazy arytmetyczne i logiczne na liczbach binarnych. Pamięć operacyjna Procesor - Klawiatura - Mysz - Skaner - Aparat i kamera cyfrowa - Modem - Karta sieciowa - Monitor - Drukarka - Ploter - Głośnik - Modem - Karta sieciowa Jednostka centralnaUrządzenia wejścioweUrządzenia wyjściowe Ogólny schemat budowy komputera

2.1. Budowa komputera – jednostka centralna Zabudowany w sankach napęd CD, podobnie montowane są napędy CD-RW, DVD, ZIP, FDD itp. Zasilacz Zabudowany w sankach Napęd HDD Obudowa komputera typu TOWER Proces wraz z chłodzeniem Pamięć RAM Karta grafiki Sloty umożliwiające podłączenie innych urządzeń wewnętrznych Płyta główna komputera Gniazda wtykowe do podłączenia urządzeń zewnętrznych

3. Elementy komputera – płyta główna Płyta główna jest podstawowym komponentem komputera. Stanowi podstawę do której podłącza się wszystkie inne części jednostki centralnej (np. procesor, pamięć itp.). Zainstalowane nań urządzenia komunikują się między sobą poprzez tzw. „ścieżki”. Elementy płyty głównej: BIOS gniazdo procesora gniazda magistrali PCI, ISA itp.. CACHE CHIPSET Gniazda pamięci SIMM, DIMM Złącze napędu FDD Chipset (układy scalone): Kontroler CPU, pamięci i CACHE; Kontrolery magistrali ISA, PCI, AGP i innych; Kontrolery napędów FDD, HDD, SCSI itp Kontrolery układów we/wy np. RS232, USB itp. Kontroler klawiatury KBC

3.1. Elementy komputera – procesor Prawo Moore'a reguła wywiedziona z obserwacji rynku komputerowego przez Gordona Moore'a, współzałożyciela firmy INTEL głosząca, że moc obliczeniowa układów scalonych podwaja się co półtora roku wraz ze spadkiem ich cen. Ta reguła obowiązuje nie przerwanie do dziś. Procesor, układ scalony będący podstawową częścią komputera. Wykonuje on elementarne instrukcje programów takie jak np. podstawowe instrukcje matematyczne czy kopiowania danych. CPU – oznacza jednostkę centralną jednostkę wykonawczą, w komputerach osobistych jest procesor lecz w superkomputerach mogą to być układy wieloprocesorowe Najpopularniejsze procesory: Cyrix, AMD, INTEL Cechy charakterystyczne procesorów: architektura (CISC lub RISC) liczba bitów przetwarzana w jednym takcie np. 32 lub 64 częstotliwość taktowania podawana w MHz lub GHz np. 700 MHz, 2.4 GHz

3.2. Elementy komputera – pamięć Rodzaje pamięci ze względu na budowę: SIMM FPM (Single Inline Memory Module) PM (Fast Page Mode) – 30 pinowe SIMM EDO (Extended Data Output Random Access Memory) – 72 pinowe DIMM SDRAM (Double Inline Memory Module), (Synchronous Dynamic Random Access Memory) pinowe DDR SDRAM (Double Data Rate) pinowe RIMM RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory). 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

3.3. Elementy komputera – karta graficzna Złącze umożliwiające osadzenie karty na płycie głównej Gniazdo podłączenia monitora Karta graficzna, jeden z najważniejszych komponentów zestawu komputerowego. Karta graficzna może być zintegrowana z płytą główną komputera, częściej jest to osobna karta rozszerzeń (jak na rys.). Najważniejszymi parametrami karty graficznej są: szybkość pracy, ilość pamięci, rozdzielczość i ilość kolorów wyświetlanego obrazu i inne. Karty graficzne budowane są na następujące magistrale: ISA, PCI, AGP Główne zadanie karty graficznej to przetwarzanie obrazu cyfrowego generowanego przez układy komputera na sygnał „zrozumiały” dla monitora (może to być sygnał: analogowy lub cyfrowy).

3.4. Elementy komputera – karta dźwiękowa Złącze umożliwiające osadzenie karty na płycie głównej Gniazda wejścia i wyjścia sygnałów dźwiękowych Karta dźwiękowa, zwana też kartą muzyczną, jest to karta rozszerzeń umożliwiająca pracę z dźwiękiem na komputerze klasy PC. 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). Główne zadanie karty dźwiekowej to przetwarzanie sygnałów cyfrowych na analogowe (przy odtwarzaniu dźwięków) lub odwrotnie (przy nagrywaniu dźwięków) Karty dźwiękowe budowane są na następujące magistrale: ISA, PCI

3.5. Elementy komputera – karta sieciowa Złącze umożliwiające osadzenie karty na płycie głównej Gniazdo kabla sieciowego Karta sieciowa, karta rozszerzeń niezbędna do podłączenia komputera do sieci LAN. Do karty sieciowej można podłączyć kabel koncentryczny lub kabel typu skrętka łączący komputer z siecią. Często karty mają możliwość podłączenia dwóch różnych typów kabla. Najważniejszym parametrem karty sieciowej jest jej prędkość transmisji, może ona wynosić 10 lub 100 Mbps. Diody sygnalizacyjne Karty sieciowe budowane są na następujące magistrale: ISA, PCI Najnowsze karty sieciowe obsługują już nie tylko sieci kablowe ale także sieci radiowe. Antena transmisyjna

3.6. Elementy komputera – dysk „twardy” Dysk stały, dysk twardy (angielskie hard disk), pamięć dyskowa, w której nośnik magnetyczny jest nałożony na bardzo cienką warstwą (kilka µm) na niewymienną, sztywną płytę zwaną talerzem (lub zespół płyt na jednej osi), zamkniętą w hermetycznej obudowie. Pozwala na zapisywanie danych na stałe, bez ich utraty po odłączeniu zasilania. Wnętrze dysku twardego Płyty – nośnik danych Głowice magnetyczne Dysk twardy Głowice magnetyczne są umieszczone ruchomo nad warstwami nośnika, nie dotykając płyty. Konstrukcja mechaniczna dysku stałego wymaga dużej precyzji, ale zapewnia bardzo dużą pojemność pamięci oraz mały czas dostępu. Obecnie produkuje się dyski o pojemnościach Od kilkuset megabajtów do kilkuset gigabajtów

3.7. Elementy komputera – napęd CD-ROM CD-RW, Compact Disk Read-Write, jest dyskiem CD umożliwiającym wielokrotny zapis (do 1000x). Do zapisu tego nosnika stosowane są specjalne napędy które obsługują także tradycyjne nosniki Napęd CD-ROM Nośnik CD-RW CD-ROM, dysk CD, Compact Disk Read- Only Memory, popularny dysk kompaktowy zastosowany w komputerze jako pamięć tylko odczytywalna. Dane na dysku CD- ROM zachowywane są w formacie binarnym jako mikroskopijne wgłębienia w powierzchni dysku, za pomocą bardzo cienkiej wiązki lasera emitowanej przez napęd CD-ROM dane mogą być odczytywane. Na płycie CD może zmieścić się do 700 MB danych.

3.8. Elementy komputera – napęd DVD DVD-R – najnowsze napędy obsługujące płyty DVD umożliwiają ich nagrywanie Napęd DVD przypomina budową CD-ROM Nośnik DVD-R umożliwiający zapis DVD, Digital Video Disc, rodzaj nośnika danych, przypominający płytę CROM. Ilość danych zapisanych na płycie DVD jest jednak dużo większa. Istnieje kilka możliwych sposobów nagrywania płyty DVD różniących się pojemnością płyty. Można na niej nagrać aż do 17 GB danych. Podstawowa różnica pomiędzy CD a DVD polega na tym że DVD zapisane jest po obu stronach przy dodatkowo większej gęstości zapisu. Do odtwarzania DVD (w przeciwieństwie do CD) potrzeba sprzętowego urządzenia do dekodowania informacji zapisanych na nośniku. Sposób zapisu danych na płycie DVD

3.9. Elementy komputera – inne urządzenia We wnętrzu obudowy komputera można zamontować wiele innych urządzeń realizujących różne zadania np.: Modem telefoniczny (umożliwiający łączenie się z innymi komputerami poprzez łącza telefoniczne) Karty sterujące i pomiarowe – mogą przeobrazić komputer w jednostkę zarządzającą np. procesem produkcyjnym. tuner telewizyjny – uczyni z komputera PC telewizor napędy innych nośników danych (np: stacja dyskietek, streamer, ZIP itp. )

4. Urządzenia zewnętrzne Liczba urządzeń zewnętrznych które mogą współpracować z komputerem jest bardzo duża. Producenci sprzętu peryferyjnego oferują coraz nowe rozwiązania w dużej liczbie typów sprawiając że współczesny użytkownik decydując się np. na zakup monitora komputerowego do wyboru ma dziesiątki marek i setki modeli. Wybrane urządzenia peryferyjne: monitory, CRT oraz LCD, różne przekątne obrazu Klawiatury i myszy: tradycyjne i multimedialne, przewodowe i bezprzewodowe Skanery: ręczne i stacjonarne Głośniki komputerowe Projektory multimedialne

4.1. Urządzenia zewnętrzne Drukarki komputerowe, ze względu na kolor druku: kolorowe oraz czarno-białe. Ze względu na technologię druku: igłowe (stosowane do druku wielokopiowego np. faktury) drukarki termiczne, stosowane np. w kasach fiskalnych drukarki mozaikowe stosowanych w elektronicznych maszynach do pisania. Plotery, wielkoformatowe drukarki laserowe lub atramentowe, stosowane np. do druku dokumentacji CAD atramentowe, powszechnie stosowane, tani druk w kolorze w porównaniu do drukarek laserowych. Laserowe, zastosowanie biurowe. Niski koszt druku czarnych kopii lecz drogi druk w kolorze. Szybkie i ciche

4.2. Urządzenia zewnętrzne aparaty cyfrowe Oraz wiele innych urządzeń takich jak: zewnętrzne napędy nośników danych trackaball (odwrócona myszka) czytniki kodów kreskowych kasy fiskalne urządzenia z dziedziny automatyki itp.. UPS – awaryjny akumulator podtrzymujący napięcie słuchawki i mikrofony tablety graficzne – ułatwią posługiwanie się programami graficznymi także systemami CAD Kamery CCD - internetowe

5. Rodzaje komputerów Ogólny podział komputerów: superkomputery stosowane w nauce duże komputery (ang. mainframe) stosowane np. w bankowości minikomputery (najczęściej jako serwery) stosowane do obsługi mniejszych przedsiębiorstw, grup użytkowników, sieci komputerowych. mikrokomputery przeznaczone dla pojedynczego użytkownika (IBM, MacIntosh) Superkomputery zajmują ogromne pomieszczenia, posiadają dziesiątki a nawet setki procesorów. IBM ZSieries 990 – komputer klasy „Mainframe”. HP 9000 – server do zastosowań sieciowych

5.1. Rodzaje komputerów Mikrokomputery, komputery osobiste: Stacjonarne komputery osobiste: desktop oraz tower Laptop, Notebook - przenośny komputer UltraPC – lekkie stacjonarno- przenośne komputery osobiste Palmtop – kompter mieszczący się w dłoni, pełni funkcję notesu elektrocznego Terminal roboczy – pełni funkcję komunikatora pomiędzy użytkownikiem a dużym komputerem (lub superkomputerem)

6. Pojemność nośników  dyskietka 1,44 MB  CD-ROM od 650 do 700 MB  DVD 4,7 GB lub DVD dwuwarstwowa 8,4 GB  Blu-ray Disc (BD) 25, , 200 GB  HDD wartości GB od 10 GB do 1 TB  przenośne dyski USB do 200 GB  PenDrive, FlashDrive 1, 2, 4, 8 GB

Podstawowe jednostki informacji w komputerze  Bit = 0 lub 1  1B = 8 b /bajt/ - 1 znak  1 kB = 2 10 B = 1024 B  tysiąc /kilobajt/  1 MB = 2 20 B = 1024 kB = B  milion /megabajt/  1 GB = 2 30 B = 1024 MB = B  miliard /gigabajt/  1 TB = 2 40 B = 1024 GB = B  bilion /terabajt/