Šiuolaikinio kompiuterio techninė įranga

Įvadas Šiuolaikinis kompiuteris yra gana sudėtingos konstrukcijos. Jeigu gilintis išsamiau pamatysime jog jis sudarytas iš daugybės įvairių detalių: Visi komponentai sąveikauja tarpusavyje ir vienas be kito negalėtų tinkamai, arba visiškai, funkcionuoti. Pagrindinius ir papildomus personalinio kompiuterio elementus šiame darbe ir aptarsime. Gilinsimės kaip jie veikia. 1.Sisteminis blokas Svarbiausioji PC (personalinio kompiuterio) dalis – sisteminis blokas. Sisteminis blokas arba kitaip korpusas. Tai dežė, kurioje patalpinta viskas, kas būtina, kad personalinis kompiuteris normaliai funkcionuotų. Tai yra: Motininė (pagrindinė) plokštė, procesorius,vidinės atmintys, kietasis diskas (HDD), vaizdo plonktė, garso plokstė, diskų (CD-ROM) ir diskelių (diskasukių) (FDD) skaitymo įrenginiai, energijos (maitinimo) šaltinis, aušintuvai,magistralės, jungtys (laidai ir kabeliai). Bei kiti būtini bei papildomi įrenginiai: Klaviatūra, pelė, monitorius, spausdintuvas, skeneris (skaitytuvas). 1.1.Motininė (pagrindinė) plokštė Motininė plokštė yra pati pagrindinė sudedamoji kompiuterio dalis, be jos, kaip ir be procesoriaus, kompiuteris neveiks. Kadangi joje yra montuojamos visos kitos mikroschemos, tokios kaip: procesorius, vidinė atmintis – RAM, vaizdo, garso plokštės. Todėl ji ir yra vadinama „Motinine plokšte“. Tačiau galimas variantas, kad vaizdo ir garso plokštės gali būti integruotos į ją (įdiegtos gaminant motininę plokštę), o tai yra žymiai geriau nei šias plokštes montuoti atskirai. Šiuo metu rinkoje vyrauja PCI (su AGP skirta vaizdo vaizdo plokštei) jungtis turinčios motininės plokštės. Motininės plokštės sudėtis: • Procesoriaus lizdas. • „Pietinis tiltas“. • Vidinė sąsaja. • „Šiaurinis tiltas“. • Darbinės atminties tipas. • Kietųjų diskų sąsaja IDE. • RAID funkcijos. • Garso posistemė. • USB jungtys. • PCI jungtys. 1.2.Procesorius (mikroprocesorius) Pats svarbiausias kompiuterio elementas yra procesorius (mikroprocesorius), jį galima pavadinti kompiuterio smegenimis, – nedidelė elektroninė schema, kuri vykdo visus skaičiavimus ir apdoroja informaciją. Procesorius atlieka šimtus operacijų per sekundę greičiu. Šiuolaikiniuose kompiuteriuose montuojami ne vienas o keli mikroprocesoriai, todėl, kad jų nepainiotume, pagrindinį mikroprocesorių vadinsime CP (centrinis procesorius). Mikroprocesoriuje yra trys pagrindiniai įtaisai. • Aritmetinis - loginis įtaisas. Jo angliška santrumpa ALU. Jis atlieka aritmetines ir logines operacijas. • Registrai - kelių baitų talpos atmintys. Juose saugomi į CP įvesti duomenys, skaičiavimo rezultatai. Yra registrai tam tikroms operacijoms atlikti. • Valdymo įtaisas, kuris suderina visų mikroprocesorių įtaisų darbą. Jis valdo programos instrukcijos, paimtos iš PC atminties vykdymą. CP įtaisai tarpusavyje yra sujungti vidinėmis duomenų ir adresų bei valdymo signalų magistralėmis. Duomenų magistrale abiem kryptimis cirkuliuoja duomenys ir adresai, o adresų magistrale - tik adresai iš CP į jo išorę. Valdymo signalai iš valdymo įtaiso siunčiami į visus CP įtaisus, į CP išorę bei priimami iš išorės. CP yra ir daugiau įtaisų: • Interfeisas sujungia CP su RAM, • Instrukcijos registras saugo iš RAM paimtą programos instrukciją, • Dekoderis instrukciją paverčia valdymo blokui suprantamais signalais, • Segmentavimo ir puslapiavimo įtaisas – atėjusį kodą paverčia RAM adresu, • Valdymo įtaisas valdo instrukcijos vykdymą, • ALU, vykdydamas valdymo įtaiso komandas, atlieka veiksmus, Procesoriaus greitis iš esmės nulemia ir viso kompiuterio darbo spartą. Jis, greitis, paprastai išreiškiamas darbo dažniu ir matuojamas megahercais (MHz);Vienas hercas – tai vienas elektros impulsas, arba pats paprasčiausias veiksmas, kurį procesorius geba atlikti per sekundę. Dirbdamas centrinis procesorius kaista, šiam procesui reguliuoti naudojamas aušintuvas (ai). 1.3.Vidinės atmintys Procesorius atlieka veiksmus su duomenimis. Duomenis reikia kur nors pasidėti – įsiminti, įrašyti. Tam kompiuteris turi atmintinę. Vidinėje atmintinėje galima labai greitai pasiekti bet kurią ten laikomą informaciją. Tačiau šios atmintinės gamyba brangi, todėl ji kompiuteryje nedidelė. Todėl į ją įkeliama tik ta informacija, kurios reikia konkrečiu momentu. Dažniausiai minimos 4 esminės vidinės atmintinės rūšys: 1. pastovioji; 2. pagrindinė; 3. sparčioji; 4. vaizdo. ◦ Pastoviojoje atmintinėje saugoma būtiniausia informacija, iš jos galima tik skaityti, o įrašyti į ją nieko neleidžiama (todėl ji vadinama anglų k. Read Only Memory – ROM). Pastoviojoje atmintinėje būna įrašyta pagrindinė įvesties ir išvesties sistema (anglų k. Basic Input / Output System – BIOS), kompiuterio darbo pradžia ir t.t. Informacija į šią atmintinę įrašoma gaminant kompiuterį, vartotojas jos negali pasiekti. Sutrikus pastoviajai atmintinei, sutrinka viso kompiuterio darbas. ◦ Pagrindinė atmintinė – svarbiausioji vidinės atmintinės dalis. Joje, laikoma informacija, su kuria konkrečiu momentu dirba centrinis procesorius. Tai būtų: operacinės sistemos branduolys, programa, sukuria konkrečiu momentu dirbama, dalis duomenų, kuriuos vartoja programa bei duomenų, kurie rodomi monitoriuje, kodai – vaizdai. ◦ Pagrindinė atmintinė laiko programinę įrangą ir informaciją, kurią dirbdamas naudoja centrinis procesorius. Anglų k. Ji vadinama Random Access Memory (RAM) – tiesioginės kreipties atmintinė. Šios atmintinės svarbiausia savybė – informacija joje surandama greičiau, negu išorinėje atmintinėje, todėl ji dažnai vadinama operatyviąja. • Sparčioji atmintinė (Cache) – tai tarpininkė tarp pagrindinės atmintinės ir procesoriaus. Joje laikoma aktualiausia informacija, kurios dažniausiai prireikia procesoriui. Šios atmintinės gali būti laikomos pagrindinės atmintinės dalimi. • Vaizdo atmintinė (Visual Access Memory – VRAM). Ji aptarnauja monitoriaus procesorių ir skiriama grafinei informacijai, kuri turi būti vaizduojama ekrane, laikyti. RAM ir ROM sudaro centrinę PC atmintį. 1.4.Kietasis diskas (HDD) Kadangi ši atmintis gaminama (iki šiol) iki 260 GB talpos, joje gana patogiai išsitenka gana ispudingas kiekis informacijos, nors ji ir pasiekiama daug lečiau nei vidinė atmintis, ja labai patogu naudotis. Kietųjų diskų požymiai nusakomi: • Išorinio duomenų perdavimo sparta (MB/s); • Talpa (GB); • Pasiekties laiku (ms); • Vidiniu duomenų perdavimo lygiu (Mbits/s); • Spartinančiaja atmintine (MB); • Disko apsisukimais per minutę (RPM (rpm)). 1.4.1.HDD mechanizmas Kietasis diskas yra pats sudėtingiausias, tiksliausias ir dėl to jautriausias kompiuterio elementas. Informacija diskuose šiais laikais įrašoma į kelis tūkstančius takelių, o tai atitinka keliasdešimt, o kai kuriuose diskuose - virš šimto magnetinių takelių viename disko skersmens milimetre! Magnetinė galvutė suranda ir perskaito informaciją iš bet kurio šių takelių per kelias ar keliolika milisekundžių,- išties sunkiai įsivaizduojamas tikslumas. Pats diskas sukasi kelių tūkstančių apsukų per minutę greičiu ir veikdamas stengiasi išlaikyti sukimosi ašies kryptį. Bet koks besisukančio disko (taigi, ir įjungto kompiuterio) sujudinimas, ypač vartymas į šonus, smarkiai apkrauna ašies guolius ir sutrumpina disko tarnavimo laiką. Pavojinga yra ir vibracija, kadangi darbo metu magnetinės galvutės "skrieja" kelių mikrometrų atstumu nuo besisukančio disko paviršiaus ir jį supurčius gali magnetinį paviršių paliesti bei pažeisti. 1.5.Vaizdo plokštė Vaizdą monitoriuje formuoja vaizdo plokštės. Šiuo metu yra virš 30 įvairių vaizdo plokščių tipų bei modifikacijų, kurios skiriasi konstrukcija, parametrais bei standartais. Paminėsime keletą iš jų: MDA (Monochrome Display Adapter) – sukurtos IBM firmoje, galėjo vaizduoti tik dvi spalvas: žalią ir juodą arba baltą ir juodą. Dirbo tik tekstiniu būdu. Praktiškai jau nebenaudojama. CGA (Color Graphics Adapter) – sukūrė taip pat IBM, kad galima būtų vaizduoti grafinę ir spalvotą informaciją. Užtikrina dviejų spalvų 640x200 skiriamosios gebos ir 320x200 skiriamosios gebos keturių spalvų vaizdą. Praktiškai taip pat jau nebenaudojama. HGC (Hercules Graphics Card) vaizdo plokštę sukūrė firma Hercules. Užtikrina 720x348 skiramąją gebą grafiniu būdu. Galima dar sutikti labai senuose kompiuteriuose. EGA (Enhanced Graphics Adapter) – tai pirmoji vaizdo plokštė, leidžianti patogiai derinti skriamąją gebą ir spalvas (16 spalvų). Tipinės EGA plokštės skiriamoji geba 640x350. VGA (Video Graphics Array) – vaizdo plokštės pasirodė 1987 metais IBM firmoje ir iki šiol laikomos standartinėmis. Sukurtos naujos VGA plokščių modifikacijos: 1.6.Garso plokštė Garso plokštė yra daugiafunkcinis įtaisas, atkuriantis skaitmeninių garso įrašų ir MIDI failus, sumaišantis kelių šaltinių signalus, sintezuojantis įvairius garso efektus (pavyzdžiui, daugiabalsiškumą, erdvinį garsą), stiprinantis analoginį signalą bei keičiantis jo dažnines savybes, analoginį signalą paverčiantis skaitmeniniu ir atvirkščiai. Garso plokštę taip pat galima naudoti telefono ryšiui per Internetą. Garso plokštė dažniausiai turi stereofoninius įėjimus mikrofonui ir linijai prijungti, taip pat stereofoninius išėjimus garsiakalbiams ir išoriniam stiprintuvui prijungti. Su CD-ROM kaupikliu garso plokštė jungiama per specialų interfeisą. Įvairių firmų kaupiklių interfeisai yra nevienodi, todėl gaminamos garso plokštės yra suderinamos su kelių firmų CD-ROM kaupiklių interfeisais. Garsai yra įrašomi į įvairių formatų failus. Sintezuojami garsai dažniausiai įrašomi į firmos Microsoft standartizuotus MIDI formato (*.mid) failus, o iš garso šaltinio (pvz., magnetofono) įrašomi garsai į WAVE formato (*.wav) failus. MIDI failuose yra įrašomas ne garsas, o duomenys apie garso šaltinį, natų reikšmės ir jų ilgiai, garsumas, todėl jie užima palyginti nedaug vietos. WAVE failuose šaltinio garsas įrašomas skaitmenine forma (diskretizuotas ir kvantuotas). Tokios pat trukmės muzikinis Wave failas užima šimtus kartų daugiau vietos negu MIDI failas. 1.7.Diskų ir diskelių skaitymo įrenginiai 1.7.1.Diskų skaitymo įrenginys Diskų skaitymo įrenginiai ne tik talpesni, bet ir daug greitesni už diskelių skaitymo įrenginius, jų informacijos perdavimo greitis gali viršyti 1000 Kbaitų/s, o vidutinė kreipimosi trukmė gali būti trumpesnė už 5 ms. Kaupiklyje yra kelios galvutės, nors jis rašo tik ant vienos disko pusės. 1.7.2.Diskelių skaitymo įrenginys Kaupiklio galvutę virš plyšio disketės apvalkale stumdo žingsninis varikliukas. Šį varikliuką valdo kaupiklio kontroleris, gaunantis signalus (užduotis) iš centrinio procesoriaus. Jis nustumia galvutę virš takelio, kuriame bus rašoma arba skaitoma informacija, ir laukia eilutės pradžios signalo, kuris gaunamas diskelio indeksinei skylutei atsidūrus ties spinduliu. Po to kontroleris pradeda skaityti (rašyti) takelį, patikrina jo numerį ir susiranda reikiamą sektorių. Kadangi naudojamos abi dislelio, kaupiklis turi dvi galvutes. Disketinio kaupiklio našumas nusakomas kreipimosi trukme (100 – 500 ms) arba informacijos perdavimo greičiu (apie 30 Kbaitų/s). 1.8.Energijos (maitinimo) šaltinis Šiuolaikinis kompiuteris – tai sudėtinga sistema, susidedanti iš keleto elektrinių ir radioelektroninių įrenginių su skirtingais fizikiniais veikimo principais. Paprasti elektriniai įrenginiai naudoja tokią įtampą, kokią gauna iš elektros tinklo (maitinimo šaltinio). Tuo tarpu sudėtingesni įrenginiai, pavyzdžiui, displėjus, savo funkcijoms vykdyti keičia maitinimo įtampos dažnį, lygį ir formą. Displėjaus veikimui reikalingi įvairūs dažniai, skirtingų formų elektros srovės (sinusinė, pjūklinė, stačiakampių impulsų). Jis priklauso nuo sisteminio bloko korpuso paskirties ir pasiskirsto diapazone nuo 100-150 Wt įprastiems kompiuteriams iki 350-500 Wt galingiems serveriams. Blokams su monitoriaus maitinimo tranzitine jungtimi naudojamoji galia (komutuojama maitinimo jungikliu) kartais nurodoma įskaitant papildomus 100 Wt, kuriuos suvartoja monitorius. Blokas gamina pagrindinę stabilizuotą įtampą +5 V esant srovei iki 10-50 A; +12V esant srovei 3,2-15 A įrenginių variklių ir interfeiso grandžių maitinimui; -12V esant 0,3-1 A srovei interfeiso grandžių maitinimui; -5 V esant 0,3-0,5 A srovei (paprastai nenaudojamas, yra tik laikantis ISA Bus standarto). Kaip buvo minėta aukščiau, įtampų lygiai +12V, -12V, -5V paprastai proporcingi grandies +5V apkrovai. Išėjimo įtampos reguliavimui paprastai yra suderinimo rezistorius, nors norint prieiti prie jo gali prireikti išardyti maitinimo bloką. Jei senos sisteminės plokštės gerai jautėsi esant nominaliam maitinimui 5,0-5,1 V, tai šiuolaikinės plokštės kartais geriau jaučiasi esant 4,9-4,95 V maitinimo įtampai. Be maitinančių įtampų blokas sukuria signalą P.G. (Power Good) – maitinimas normoje. Šis 3-6 V lygio signalas sukuriamas per 0,1-0,5 s po maitinimo įjungimo esant normalioms bloko išėjimo įtampoms. Nesant šio signalo sisteminėje plokštėje nenutrūkstamai sukuriamas procesoriaus aparatinio numetimo signalas, atsiradęs signalas „paleidžia“ sistemą normaliam darbui. Šis signalas turi būti numestas anksčiau nei dings įtampa +5 V atjungiant bloką. Reikalingo signalo sulaikymo įjungiant nebuvimas ir vėlavimas išjungiant gali sukelti informacijos praradimą CMOS ir klaidas pakraunant (įkraunant), kai įjungiamas maitinimas. Mygtuko “RESET” paspaudimas pagal poveikį beveik ekvivalentiškas P.G. sujungimui į „schemos žemę“. Maitinimo blokų išėjimo grandys išvedamos lanksčiomis laidų pynėmis su standartiniu jungčių rinkiniu. Jungtys kaupiklių maitinimui turi raktus, kurie neleidžia neteisingai sujungti. Tačiau kartais sutinkami blokai su klaidingai surinktomis jungtimis, ko pasekoje į maitinimo šyną +5 V patenka +12 V, o to įrenginiai, kaip taisyklė, neišlaiko. Sisteminės plokštės PS-8, PS-9 tradicinės maitinimo jungtys visada montuojamos šalia taip, kad keturi juodi laidai GND eitų vienas po kito. Jų raktai labai sąlygini, o klaidingai pajungus išdega sisteminė plokštė. Laidų spalvos pynėse standartizuotos: 1.9.Aušintuvai Kompiuteriui dirbant kaikurios jo dalys pradeda kaisti. Siam procesui reguliuoti yra naudojami aušintuvai. Jie būna: • Maitinimo šaltiniui. • Sisteminiam blokui (korpusui). • Centriniam procesoriui. • Vaizdo plokštei. • CD – R diskų skaitymo kaupikliui. Aušintuvas maitinimo šaltiniui yra vienoje dėžutėje su pačiu maitinimo šaltiniu ir jam dirbant jis jį aušina. Jis buna vienas. Aušintuvai sisteminiam blokui (korpusui) yra pritvirtinti prie jo vidiniu sienelių. Jų skaičius neribojamas. Kuo jų daugiau tuo geriau aušinami vidiniai kompiuterio komponentai ir tuo geriau funkcionuoja pats kompiuteris. Aušintuvas centriniam procesoriui gali buti tiek paprastas, tiek su ledu, tiek su vandeniu. Aušintuvai korpusui, aušina sisteminį bloką, iš sisteminio bloko šaltą orą naudoja centrinio procesoriaus aušintuvas, šiltas oras išeina per angas esančias korpuse. Ir taip viskas kartojasi ratu. Taip pogi yra aušintuvu kuriuos galima valdyti (reguliuosi jų apsisukimo greiti). Naujausias kūrinys – vandens aušintuvas. Jo veikimo principas panašus į papraščiausio radiatoriaus: yra vamzdeliai, kuriuose cirkuliuoja specialus aušinimo skystis (raudonas, geltonas,žalias ar mėlynas) ir ventiliatorius, kuris aušina šį skystį. 1.10.Magistralės Adresai, duomenys ir valdymo signalai kompiuteryje yra perduodami magistrale. Ją sudaro: kontroleris, valdantis informacijos cirkuliaciją tarp centrinio procesoriaus ir kitų PC dalių, lygiagretūs laidininkai ir jungtys. 1.10.1.Sisteminė magistralė Visa informacija tarp atskirų PC dalių yra perduodama per sisteminę magistralę. Ja cirkuliuoja trijų rūšių informacija: duomenys, adresai, PC funkcionavimą valdantys signalai. Per interfeisus PC palaiko ryšį su išoriniais įrenginiai, pvz.: monitorium, pelyte ir kitais. Kontroleriai valdo interfeisų kontroliuojamas PC dalis. 1.10.2.Vietinė magistralė Informacija magistrale perduodama konkrečiam įrenginiui per prievadžius, kurių kiekvienas turi savo adresą. Prievadis yra informacijos įėjimas arba išėjimas. Bendraudamas su prievadžiu, CP pirmiausia siunčia prievadžio valdymo signalą, kuris pasako, kad dabar bus bendraujama su prievadžiu, o ne su RAM, nes prievadžių adresai gali sutapti su RAM adresais. Po to adresų magistrale siunčiamas prievadžio adresas ir siunčiami arba priimami duomenys. Didėjant CP darbo dažniams, PC magistralių pralaidumas darosi per mažas, ypač su vaizdo sistemų ir diskinių kaupiklių kontroleriais. Vietinė magistralė nepakeičia, o tik papildo sisteminę magistralę. 1.11.Jungtys (laidai ir kabeliai) Laidus galima suskirstyti į šias grupes: • Maitinimo laidai, kurie jungia maitinimmo bloką su sistemine plokšte, ventiliatoriais, diskiniais ir diskeliniais kaupikliais ir kitais sisteminėje plokštėje įtaisytais įrenginiais. Į kiekvieną yrenginį elektros srovė perduodama keturiais laidais:dviem juodais – “žemė”, raudonu - +5V ir geltonu - +12V. į sisteminę plokštę elektros srovę perduoda 12 laidų, o į ATX formato sisteminę plokštę – 16 laidų; • Kabeliai, jungiantys valdiklius su vidiniais įrenginiais arba jungtimis, išorinių įrenginių jungimui. Šie kabeliai paprastai būna baltos arba pilkos spalvos ir plokšti. Siekiant išvengti neteisingo įjungimo, viena kraštinė tokių kabelių gysla būna raudona ir ji žymima Nr.1. Na, o ant valdiklių ir įrenginių jungčių pažymėta, kur yra kontaktas Nr.1, prie kurio turėtų būti jungiams šis laidas; • Garso kabelis, kuris jungia CD-ROM kaupiklį su garso plokšte. Jį turi, žinoma, ne visi kompiuteriai, o sudarytas jis iš 3-4 laidų. Klausantis įprastinių kompaktinių diskų, garsinis signalas paverčiamas elektriniu ir garso kabeliu perduodamas į garso plokštę; • Laidai, jungiantys kompiuterio įjunginio mygtuką su maitinimo bloku, ir kitus, indikatorius ir garsiakalbį su sistemine plokšte arba valdikliais. 2.Klaviatūra Klaviatūra (Keyboard) dažniausiai naudojamos 101 arba 105 klavišų klaviatūros ( išskyrus atvejus kaip jos būna su papildomais klavšais). Iki grafinio manipuliatoriaus (pelės) atsiradimo klaviatūra buvo pagrindinis kompiuterio valdymo įrenginys. Dabar šias funkcijas daug greičiau ir paprasčiau atlieka pelė, o klaviatūra padeda ruošti tekstus bei įvesti informacinių sistemų duomenis. Klaviatūros klavišai sudaro keletą grupių: Pirmoji ir didžiausia grupė – tai teksto rašymo klavišai, panašūs į rašomosios mašinėlės klavišus. Didžiosios raidės gaunamos spustelėjus

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!