Zeszyt elektroniczny

Temat: Budowa komputera PC:

1. Komputer PC.

Komputer określany mianem PC (Personal Computer), czyli osobisty, zdobył największą popularność, zarówno w różnych dzie-dzinach działalności zawodowej, jak i w domach. Określenie PC spotyka cię w literaturze fachowej, reklamach i mowie potocznej od 1981 roku, kiedy to firma IBM (International Business Machines Corporation) wprowadziła na rynek mikrokomputer serii IBM PC. Komputer (mikrokomputer) jest to zestaw urządzeń elektronicz-nych, realizujący przetwarzanie informacji (danych). Pojęcie prze-twarzania danych jest bardzo szerokie, bo kryje się pod nim za-równo przetwarzanie prostych i złożonych tekstów, organizacja baz danych, realizacja obliczeń finansowych a także przetwarzanie grafiki oraz dźwięku w praktycznie dowolnej postaci. Za pomocą komputera można sterować innymi urządzeniami takimi jak np. centrala telefoniczna.

2. Elementy budowy komputera osobistego:

płyta główna: (ang. motherboard, mainboard) – obwód drukowany urządzenia elektronicznego, na którym montuje się najważniejsze elementy, umożliwiając komunikację wszystkim pozostałym komponentom i modułom.W komputerze na płycie głównej znajdują się: procesor/y, pamięć operacyjna lub gniazda do zainstalowania tych urządzeń oraz gniazda do zainstalowania dodatkowych płyt zwanych kartami rozszerzającymi (np. PCI), oraz gniazda do urządzeń składujących (dyski twarde, napędy optyczne itp.), złącze klawiatury i zasilacza. W niektórych konstrukcjach także gniazda do innych urządzeń zewnętrznych do których sprzęt znajduje się na płycie głównej (port szeregowy, port równoległy, USB).

karta graficzna:

Jej zadaniem jest przetwarzanie danych podawanych przez komputer do postaci zrozumiałej dla monitora .Liczba wyświetlanych jednocześnie kolorów zależy od możliwości zainstalowanej w komputerze karty graficznej. Naturalnie wraz ze wzrostem liczby kolorów maleje szybkość przetwarzania obrazu. Rozdzielczość obrazu mówi o tym, z ilu punktów (pikseli) się on składa. Jej wartością jest liczba punktów obrazu w linii pomnożona przez liczbę linii. Im wyższa jest ta wartość, tym ostrzejszy obraz możemy uzyskać. Za standard w Windows przyjmuje się rozdzielczość 800/600 punktów. Żaden komputer PC nie nadaje się do pracy bez karty graficznej. Jakość obrazu zależy przede wszystkim od jego częstotliwości odświeżania: im częściej odświeżany jest w czasie jednej sekundy obraz, tym spokojniej jest on postrzegany przez ludzkie oko(nie zauważalne jest migotanie obrazu). Częstotliwość odświeżania obrazu mierzona jest w hercach. Aby otrzymać w pełni stabilny obraz , konieczne jest co najmniej 72-krotne (72 Hz ) odświeżenie obrazu w ciągu każdej sekundy.

karta muzyczna: Karta rozszerzeń pozwalająca na odgrywanie oraz nagrywanie na komputerze dźwięku w formie plików muzycznych. Karty muzyczne umożliwiają także podłączenie do nich głośników, wzmaczniacza, mikrofonu oraz urządzeń MIDI. Obecnie w prawie każdym pececie znajduje się jakaś karta dźwiękowa. Najważniejszą jej częścią składową, jest przetwornik A/D-D/A (analog/digital-digital/analog), zmieniający sygnał analogowy w cyfrowy i odwrotnie, odpowiedzialny za nagrywanie i odtwarzanie plików WAV. Proces nagrywania nazywany jest samplingiem. Poziom (głośność) sygnału wejściowego, pochodzącego np. z mikrofonu lub wejścia LINE IN jest mierzony w określonych odstępach czasu, zaś wynik pomiaru zapisywany w pliku WAV. Znajduje się w nim również informacje o parametrach nagrania, mających wpływ na jakość dźwięku i zapotrzebowanie na wolne miejsce na dysku.

napęd CD-ROM:

Gęstość zapisu informacji na krążkach CD-ROM jest stała. Z uwagi na fakt, że długość ścieżki z danymi zmienia się w zależności od promienia, szybkość obrotowa musi się również zmieniać, aby w określonym przedziale czasu do komputera dostarczyć tę samą porcję informacji. W tradycyjnych odtwarzaczach płyt kompaktowych zmienna prędkość obrotowa nie stanowiła żadnego problemu. W celu zapewnienia przetwornikowi cyfrowo-analogowemu stałego strumienia danych wynoszącego 150 KB/s, płyta CD była odtwarzana z coraz mniejszą prędkością obrotową (dane zapisywane są od środka do brzegu nośnika). Podczas "skoku" do utworu leżącego bliżej środka płyty, obroty czytnika musiały zostać wyraźnie zwiększone. Sprawa nieco się komplikuje w przypadku płyt CD-ROM, ponieważ znacznie częściej odczytuje się pojedyncze bloki danych, a nie całe sekwencje występujących po sobie bitów. Napęd musiałby więc stale zwiększać lub zmniejszać swoją szybkość, co powodowałoby znaczne obciążenie silnika i byłoby bardzo czasochłonne. Z tego też względu czytniki CD-ROM wykorzystują obecnie różne techniki. Najbardziej popularna bazuje na odpowiedniej kombinacji stałej prędkości kątowej (CAV) i stałej prędkości liniowej (CLV). Najlepsze rezultaty przynosi jednak rozwiązanie o nazwie Full Constant Angular Velocity, czyli mechanizm zapewniający stałą prędkość kątową. Przy takim odczycie szybkość transmisji jest wprawdzie zmienna, ale uzyskać można krótki czas dostępu do danych, co korzystnie wpływa na wydajność całego urządzenia.

modem:

ogólna zasada działania tego urządzenia jest trochę podobna do transmisji radiowej. Zarówno przy transmisji modemowej, jak i w radiu, występuje pewien ciągly sygnał (tzw. nośna), który jest odpowiednio zmieniany (modulowany) w rytm przesyłania danych. Jak wiadomo, parametrami fali są: amplituda, częstotliwość i faza (przesunięcie fazowe). Za pomocą zmian, czyli modulacji każdego z tych parametrów nośnej, można zakodować informację. W radiu na falach ultrakrótkich stosuję się modulację częstotliwości, w skrócie FM (ang. Frequency Modulation), a w pozostałych pasmach - modulację amplitudy, w skrócie AM (ang. Amplitude Modulation). Często w przypadku przesyłania danych cyfrowych, a więc gdy występują tylko dwa dozwolone poziomy, słowo "modulacja" zamienia się słowem "kluczowanie" (ang. Shift Iţeying). W modemach (tych starszych) wykorzystywane byiy zarówno kluczowanie częstotliwości (FSK - ang. Frequency Shift Keying) jak i fazy (PSK - ang. Phase Shift Keying), a w nowszych rozwiązaniach stosuje się jednoczesną modulację fazy i amplitudy , zwaną modulacją kwadraturowo - amplitudową, w skrocie QAM (ang. Quadrature Amplitude Modulation).

dysk twardy:

składa się z następujących części:

- obudowy, której zadaniem jest ochrona znajdujących się w niej elementów przed uszkodzeniami mechanicznymi a także przed wszelkimi cząsteczkami zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu. Jest to konieczne, gdyż nawet najmniejsza cząstka "kurzu" ma wymiary większe niż odległość pomiędzy głowicą a powierzchnią nośnika, tak więc mogłaby ona zakłócić odczyt danych, a nawet uszkodzić powierzchnię dysku.
- elementów elektronicznych, których celem jest kontrola ustalenia głowicy nad wybranym miejscem dysku, odczyt i zapis danych oraz ich ewentualna korekcja. Jest to w zasadzie osobny komputer, którego zadaniem jest "jedynie" obsługa dysku.
- nośnika magnetycznego, umieszczonego na wielu wirujących "talerzach" wykonanych najczęściej ze stopów aluminium. Zapewnia to ich niewielką masę, a więc niewielką bezwładność co umożliwia zastosowanie silników napędowych mniejszej mocy, a także szybsze rozpędzanie się "talerzy" do prędkości roboczej.
- elementów mechanicznych
, których to zadaniem jest szybkie przesuwanie głowicy nad wybrane miejsce dysku realizowane za pomocą silnika krokowego. Wskazane jest stosowanie materiałów lekkich o dużej wytrzymałości co dzięki małej ich bezwładności zapewnia szybkie i sprawne wykonywanie postawionych zadań.

procesor:

(ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) – urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora. Procesory (zwane mikroprocesorami) wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w hermetycznej obudowie, często posiadającej złocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na odporność na utlenianie). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź). 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.

obudowa:

najważniejszą cechą komputera IBM PC jest budowa modułowa, oznacza to , że podstawowe podzespoły zamontowane są w jednej obudowie, jednakże każdy z nich można wyjąć i zastąpić innym, oczywiście do tego przeznaczonym. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwa jest łatwa i szybka rozbudowa tego typu sprzętu . Zastosowane podzespoły mogą być typowe, czyli stosowane w większości komputerów lub przystosowane do bardzo specyficznych zastosowań. Mogą one być produkowane przez różnych producentów, pod warunkiem, że są przystosowane do montażu w tego typu komputerze. Do montażu komputerów IBM PC używa się kilku podstawowych modeli obudowy . Pierwszym typem obudowy była po prostu prosta skrzynka sporych rozmiarów, którą stawiano na biurku a na niej umieszczono monitor . Dzisiaj ten typ określany jest jako obudowa typu desktop . Z uwagi na spore rozmiary montowanych podzespołów była stosunkowo wysoka i zajmowała dużo miejsca. W momencie pojawienia się komputerów wyposażonych w procesor INTEL 80386, czyli tzw. AT 386 wprowadzono obudowę typu tower.

Jest to wysoka, pionowo ustawiona obudowa, która przeznaczona była początkowo dla tych modeli, które miały pełnić rolę tzw. serwerów czyli komputerów, których możliwości obliczeniowe pozwalały na podłączenie i równoczesną pracę wielu terminali komputerowych. Takie zastosowanie komputera wymagało jednak instalowanie w jego obudowie wielu dodatkowych elementów takich jak karty sieciowe, dyski twarde i tym podobne. Było to możliwe tylko w obudowie typu tower ponieważ obudowy typu desktop były po prostu zbyt małe. Szybko okazało się, że przeniesienie obszernego pudła jednostki centralnej z biurka na podłogę znacznie polepszyło warunki pracy operatora. Spowodowało to wzmożone zainteresowanie obudowami typu tower i często stosowano je nawet wówczas, gdy nie przewidywano wykorzystania całej jej objętości. W późniejszym czasie wprowadzono obudowę o nieco mniejszej wysokości nazwaną mini-tower. Komputer można było postawić zarówno na biurku jak i na podłodze a równocześnie zachowanie zostały duże możliwości rozbudowy, dzięki czemu ten typ obudowy zdobył sobie na dłuższy czas największą popularność na rynku.

3. Urządzenia wejściowe

Klawiatura i mysz

- Dane i polecenia przekazywane są do komputera najczęściej za pomocą klawiatury i myszki. Klawiatura pozwala na wpisywanie tekstu i liczb. Klawisze specjalne służą do przekazywania poleceń lub do sterowania czynnościami na ekranie monitora. Zamiast klawiatury wygodniej jest posługiwać się myszą: za jej pośrednictwem przesuwamy na ekranie monitora małą strzałkę (kursor myszy), określając jakie operacje chcemy wykonać.
  - Karty dźwiękowe
  Karty dźwiękowe służą do konwersji dźwięku ( pochodzącego z płyt CD, urządzeń hifi, czy tez mikrofonów) do postaci danych, które może przetwarzać komputer. Podobnie jak odtwarzacz płyt kompaktowych tak i karty dźwiękowe są w stanie odtwarzać przez głośniki dźwięk zapisana w formacie zer i jedynek. Konwersji dokonywanej przez karty dźwiękowe może być również poddawana muzyka pochodząca z syntezatorów i klawiatur MIDI. MIDI (Musical Instruments Digital Interface) to standard opracowany dla elektronicznych instrumentów muzycznych. Wystarczy więc karta dźwiękowa zainstalowana w komputerze i klawiatura MIDI, a już mamy w domu orkiestrę.
  - Skaner
  To co karty dźwiękowe dokonują z dźwiękiem, skanery robią z obrazkami: przekształcają optyczne informacje na komputerowe dane. Skaner, podobnie jak kserokopiarka za pomocą czujników bada kolory i jasność odczytywanego obrazu. Po przekazaniu informacji o obrazie do komputera można je w dowolny sposób modyfikować, tworząc na ekranie monitora zupełnie nowe obrazki.
  - Aparaty cyfrowe - nie potrzebują filmu fotograficznego. Obraz, który do nich trafia, zapisywany jest natychmiast w postaci cyfrowej. Po podłączeniu takiego aparatu do komputera, wszystkie obrazy mogą zostać przeniesione do komputera i wyświetlone na ekranie monitora.
  - Wirtualna rzeczywistość
  Istnieją też urządzenia, które przekształcają do postaci danych komputerowych ruch ciała człowieka. Specjalne rękawice, hełmy, czy inne czujniki przytwierdzone do ciała przesyłają do komputera informacje o ruchu, co natychmiast znajduje odbicie na ekranie monitora. Te specjalistyczne urządzenia wykorzystywane są najczęściej w określonego typu grach komputerowych.
  - TV i wideo
  Obraz telewizyjny lub nagrany na taśmie wideo również może trafiać do komputera. Służą do tego specjalne karty rozszerzeń, które między innymi umożliwiają oglądanie obrazu TV na ekranie, odtwarzanie płyt Video-CD bądź też tworzenie własnych filmów wideo.
5. Urządzenia wyjścia:
- - Monitory:
  Żaden komputer nie nadaje się do pracy bez monitora czy wyświetlacza. Najczęściej jest to monitor kolorowy, przypominający mały telewizor. Informacje, które są wyświetlane na ekranie monitora pochodzą z karty graficznej w komputerze. Karta graficzna zmienia komputerowe dane w sygnał wideo, który następnie może wyświetlać monitor. W ostatnich latach jakość monitor ów gwałtownie wzrosła. Podczas gdy pierwsze zestawy PC potrafiły wyświetlać tylko jednobarwne teksty, nowoczesne karty graficzne i monitory wyświetlają obraz o jakości lepszej ni ż w przypadku dobrych odbiorników telewizyjnych. Komputery przenośne wykorzystują płaskie ekrany wyświetlaczy, które funkcjonują na zasadzie podobnej do wyświetlaczy kalkulatorów. Różnica polega na tym, że na ekranach tych komputerów można wyświetlać nie tylko cyfry i litery, lecz także grafikę.
  
  Oprócz monitorów kolorowych na rynku można jeszcze spotkać monitory czarno białe, których praktycznie już się nie używa.
  - Drukarki
  Drukarki spełniają podobną rolę, jak monitory- tyle tylko, że tekst jak i grafika pojawiają sienie na ekranie, ale na papierze. Cały proces wygląda więc bardzo podobnie: informacje, które mają pojawić się na papierze wysyłane są z komputera do karty drukarki. Tam zostają zmienione w obraz strony, który następnie poprzez drukarkę trafia na papier. Do zastosowań domowych nadaje się albo drukarka atramentowa, albo laserowa. Drukarki atramentowe są tańsze, lecz jednocześnie wolniejsze niż drukarki laserowe. Oba typy zapewniają jednak dość wysoką jakość druku, czasami zbliżoną do jakości czasopism. Zasada działania drukarek atramentowych polega na wytryskiwaniu maleńkich kropel atramentu na papier, przy czym wszystko to odbywa się praktycznie bezgłośnie.
  Drukarki laserowe funkcjonują na zasadzie podobnej do kserokopiarki. Strumień lasera zaznacza obraz na metalowym bębnie. W miejscach tych pozostaje sproszkowany atrament, czyli toner. Następnie do bębna dociskany jest papier, z którym toner wiąże się pod wpływem wysokiej temperatury. Drukarki laserowe gwarantują najwyższą jakość i nadają się przede wszystkim do zastosowań graficznych i przygotowywania profesjonalnych publikacji.
  - Karty dźwiękowe
  Karty dźwiękowe, za pomocą których możemy rejestrować dźwięk i muzykę, mogą również służyć jako urządzenie odtwarzające. Jeżeli do komputera podłączy się głośniki, można uzyskać dźwięk o jakości CD. Dźwięk i muzyka używane są w grach komputerowych oraz programach multimedialnych. Ponadto wiele programów wydaje dźwięki ostrzegawcze, które w przypadkach zagrożenia możemy usłyszeć w podłączonych do komputera głośniczkach.
  - Słuchawki i głośniki
  Sama karta dźwiękowa nie umożliwia jeszcze słuchania muzyki. Bez odpowiednich urządzeń wyjścia, takich jak słuchawki i głośniki nie wyda z siebie ani jednego dźwięku. Jeżeli mamy słuchawki możemy je podłączyć z tyłu obudowy komputera. Kto jednak woli dźwięk płynący z głośników, może takowe wybrać z bogatej oferty dostępnej w sklepach.