Функциональная схема компьютера (основные устройства их функции и взаимосвязь). Характеристики современного персонального компьютера

 

 

 

 

 

2.7 Видеокарта

Видеокарта – устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего  вывода на экран монитора. В настоящее  время эта функция утратила основное значение и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором – графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется  в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета).

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера.

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

– графический процессор (Graphics Processing Unit, GPU – графическое процессорное устройство) – занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства;

– видеоконтроллер – отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора;

– видеопамять – выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случае использования архитектуры UMA в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера;

– цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC – Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) – служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока – три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий, RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал – получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн. цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн. цветов в гораздо большее цветовое пространство);

– видео-ПЗУ (Video ROM) – постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т.п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую – к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS);

– система охлаждения – предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах;

Характеристики видеокарт:

– ширина шины памяти, измеряется в битах – количество бит информации, передаваемой за такт;

– объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах – объём собственной оперативной памяти видеокарты (больший объём далеко не всегда означает большую производительность);

– частоты ядра и памяти – измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию;

– текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени;

– выводы карты – видеоадаптеры MDA, Hercules, CGA и EGA оснащались 9-контактным разъёмом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разъем Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник или монитор, оснащенный НЧ-видеовходом. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версии VGA-адаптеров имели также разъем предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался переключателями на плате видеоадаптера. В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо Display Port в количестве от одного до трех. Некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью видеовыходами.

Порты DVI и HDMI являются эволюционными  стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. Порт DVI бывает двух разновидностей. DVI-I также включает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник на разъём D-SUB. DVI-D не позволяет этого сделать. Display Port позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы, USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода. На видеокарте также возможно размещение композитных и S-Video видеовыходов и видеовходов.

 
2.8 Блок питания

Компьютерный блок питания  – вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока. В его задачу входит преобразование сетевого напряжения до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего напряжения. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.

Основным параметром компьютерного блока питания  является максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку. В настоящее время  существуют блоки питания с заявленной производителем мощностью от 50 (встраиваемые платформы малых форм-факторов) до 1800 Вт.

Компьютерный блок питания  для сегодняшней платформы PC обеспечивает выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 Вольт. Большинство микросхем компьютера имеют напряжение питания 5 Вольт (и ниже). 12 Вольт используется для питания более мощных потребителей – процессора, видеокарты, жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов – с целью достижения меньшего падения напряжения на подводящих проводах, а также звуковых карт.

 

2.9 Клавиатура

Компьютерная клавиатура – одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер. Стандартная компьютерная клавиатура, также называемая клавиатурой PC/AT или AT-клавиатурой (поскольку она начала поставляться вместе с компьютерами серии IBM PC/AT), имеет 101 или 102 клавиши. Клавиатуры, которые поставлялись вместе с предыдущими сериями – IBM PC и IBM PC/XT, – имели 86 клавиш. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.

По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп:

1) функциональные;

2) алфавитно-цифровые;

3) управления курсором;

4) цифровая панель;

5) специализированные;

6) модификаторы.

Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем  ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш. Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а с самого правого края клавиатуры – цифровая панель.

По типу соединения клавиатуры бывают:

1. Беспроводные клавиатуры. В них используются три основных вида соединения, а именно соединение Bluetooth, инфракрасное соединение и радиочастотное соединение.

Клавиатуры, имеющие радиочастотное соединение, получают питание от аккумулятора или через кабель USB, который используется для подзарядки клавиатуры. Клавиатуры с инфракрасным соединением должны находиться в радиусе действия устройства принимающего сигнал. Клавиатуры с радиочастотным соединением имеют больший радиус действия, чем клавиатуры с инфракрасным соединением. В клавиатурах с соединением Bluetooth используется технология Bluetooth, обеспечивающая больший радиус действия, чем у клавиатур с радиочастотным и инфракрасным соединением. Клавиатуры с радиочастотным соединением обеспечивают большую мобильность, чем клавиатуры с соединением Bluetooth и с инфракрасным соединением.

2. Проводные клавиатуры: PS/2 и USB – две разновидности проводного соединения, соединяющие клавиатуры с компьютерами. Клавиатуры с соединением PS/2 получили наибольшее распространение. Это – самые дешевые клавиатуры, представленные на рынке в настоящее время. Клавиатуры с соединением USB подсоединяются к процессору с помощью универсальной последовательно проводной шины.

По расположению клавиш клавиатуры бывают:

1. Эргономичные клавиатуры. При разработке эргономичных клавиатур учитывался эргономичный аспект. При работе на эргономичных клавиатурах обеспечивается комфортное положение кистей и запястий. Дизайн эргономичных клавиатур позволяет предотвратить развитие кистевого туннельного синдрома, который выражается в потере чувствительности и покалывании в кистях рук и в пальцах после продолжительной работы на клавиатуре. Эргономичные клавиатуры способствуют также подержанию удобной позы и сохранению правильной осанки.

2. Компактные клавиатуры. Размер клавиатур постоянно увеличивается особенно размер эргономичных клавиатур. Большой размер эргономичных клавиатур объясняется наличием клавиш предназначенных для выполнения специальных функций. Компактные клавиатуры – плоские и на них обычно отсутствуют клавиши с цифрами присутствующие в правой части остальных клавиатур. У некоторых компактных клавиатур есть резиновая подушечка, которую можно использовать вместо мышки. Компактные клавиатуры удобно брать с собой в поездки, так как они занимают мало места.

По функциональным признакам  клавиатуры бывают:

1.Интернет-клавиатура, которая  предназначена для повышения  комфорта интернет-пользователя. Интернет-клавиатура  оснащена функциональными клавишами  для домашней страницы веб-браузера, почтового ящика и любимых  пунктов меню.

2. Мультимедийные клавиатуры, предназначенные для проигрывания аудио файлов, и они оснащены функциональными клавишами для регулировки громкости, игры, остановки и отключения звука. Игровые клавиатуры предназначены для удобства любителей компьютерных игр.

3. Виртуальные клавиатуры, которые не являются физически осязаемыми. Это – клавиатуры, эмитированные специальными программами.

 

2.10 Мышь

Манипулятор «мышь» (просто «мышь» или «мышка») – механический манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране. Название «мышь» (англ. Mouse) манипулятор получил от M-manually O-operated U-user S-signal E-encoder.

Хотя без мыши работать на компьютере возможно, от мыши вряд ли кто откажется, так как она  значительно упрощает общение с  компьютером. Тем более что мышь для компьютера стоит небольших денег и вряд ли уже встретишь, человека не пользующегося ею.

Мышки бывают самых разных видов, форм, размеров, могут отличаться друг от друга количеством клавиш, наличием колеса прокрутки и так  далее.

Остановимся более подробно на видах компьютерного «грызуна». Итак, мышки в первую очередь можно разделить на три основных вида – это мышки лазерные, оптические и шариковые:

1. Шариковые мышки уже давно уходят в прошлое, так как менее удобны. Сейчас же наибольшую популярность имеют лазерные и оптические. Но все же немного поговорим о шариковых. Отличаются эти мыши тем, что управление курсором осуществляется с помощью металлического шарика, покрытого резиновой поверхностью, который слегка выступает из основания мышки. Внутри мыши находятся два ролика: вертикальный и горизонтальный. Шарик, вращаясь при перемещении мыши, передает определенное направление движения этим роликам. Такой вид мыши имеет ряд довольно значительных недостатков, заключающихся в загрязнении такого рода механизма, также сама по себе мышь приобретает дополнительный вес, да и просто шарик может доставлять некоторые неудобства. Именно поэтому на смену шариковым мышкам пришли усовершенствованные модели.

2. Оптическая мышь выделяется тем, что конструкция ее представляет маленькую камеру, которая при перемещении мыши по поверхности, фотографирует эту поверхность, освещая ее при этом светодиодом. Частота фотографирования поверхности довольно велика, около тысячи раз в секунду и более. Данные, полученные с помощью такой камеры, обрабатывает процессор и направляет сигнал прямо в компьютер. Оптическая мышь имеет большие преимущества над шариковыми, так как она легкодоступна, имеет малый вес и к тому же отлично функционирует практически на любой поверхности.

3. Лазерная мышь подобна оптической, она отличается тем, что вместо фотокамеры со светодиодом применяется для подсветки поверхности полупроводниковый лазер. Это более усовершенствованная модель оптической мыши, включающая в себя следующие преимущества: лазерная мышь менее энергопотребляющая, имеет более высокую точность считывания данных с рабочей поверхности, а также, в отличие от оптических мышей, имеет возможность работать как на стеклянных, так и на зеркальных поверхностях. Единственный недостаток лазерной мыши лишь в том, что стоит она немного дороже своего оптического аналога, но данный недостаток на фоне всех ее преимуществ выглядит довольно незначительным.

По типу соединения мыши бывают:

1.  Беспроводные мыши используют специальный беспроводной ресивер, имеющий связь с компьютером. Они идеальны для ноутбуков. Есть два вида технологий: использующие Bluetooth (с рабочей дистанцией от 10 до 20 метров) и RF (использующие радиочастоту и работающие на дистанции от 6 до 10 метров). Bluetooth мышь похожа с большинством своих аналогов, но, в отличие от них, она использует Bluetooth технологию, и, следовательно, не занимает ценные USB-порты.

2.  Проводные мышки соединены посредством электронного кабеля с USB или PS/2 контактом, в то время как беспроводные требуют использования AA или AAA батарей.

микропроцессор компьютерный клавиатура монитор.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1.  История создания компьютеров началась в 1642 году, когда французский ученый, физик и философ Блез Паскаль изобрел счетную машину – механическое устройство для сложения чисел.

2.  К основным компонентам ПК относят: монитор, системный блок, клавиатуру и мышь.

3.  Монитор – это основное устройство для отображения информации, выводимой во время работы программы на компьютере. Наиболее распространенными видами мониторов для ПК являются ЖК-дисплеи (их еще называют LCD-мониторы), плазменные панели, OLED и LEP дисплеи.

4.  Системный блок – функциональный элемент, защищающий внутренние компоненты компьютера от внешнего воздействия и механических повреждений. Его основными составляющими являются: микропроцессор - устройство, выполняющее алгоритмическую обработку информации и управление другими узлами компьютера, материнская плата – это плата, на которой располагаются основные элементы компьютера, оперативная память – энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции, жесткий диск - – устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи, видеокарта - устройство, преобразующее графический образ в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора, блок питания - вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока.