§ 17. Современные компьютерные устройства
Совокупность всех устройств компьютера называют его аппаратным обеспечением .
Развитие вычислительной техники привело к существованию в современном мире огромного разнообразия устройств. Современные компьютеры имеют самую различную конструкцию и внешний вид.
Настольный компьютер состоит из системного блока и подключенных к нему внешних устройств. Пользователь сам определяет качественный и количественный состав подключаемых к системному блоку устройств.
В мобильных компьютерах все необходимые устройства находятся в одном корпусе. Современные переносные компьютеры имеют возможность беспроводного подключения к внешним устройствам и сетям.
Основные разновидности мобильных компьютеров:
- Ноутбуки — полноценные компьютеры с клавиатурой, экраном, жестким диском и возможностью использования широкого спектра программ.
- Планшетные компьютеры (планшеты) имеют ограниченные возможности, виртуальную клавиатуру и операционную систему с набором команд.
- Смартфоны — телефоны с некоторыми возможностями компьютера.
Для решения наиболее сложных задач применяют суперкомпьютеры. Они обладают огромной вычислительной мощностью и превосходят по своим характеристикам большинство существующих в мире компьютеров. Среди областей их применения можно отметить математическое моделирование, метеорологию, авиационную промышленность, сейсмологию и др. Изображения различных видов компьютеров представлены в примере 17.1.
Персональные компьютеры (ПК)
Важная часть всей системы организационной техники – компьютер. На нем завязана вся работа устройств, которые используются в офисе. Он передает сигнал на начало печати, контролирует процесс передачи, вывода информации.
От того, в каком состоянии находятся компьютеры, будет зависеть скорость работы сотрудников. Необходимо убедиться, что он защищен от вирусов, снабжен актуальным программным обеспечением и основными техническими компонентами.
Такой тип оргтехники выбирается в зависимости от потребностей конкретной компании. Если приходится работать со стандартным ПО, почтой или текстовыми редакторами, ставятся менее производительные машины. Намного более передовые аппараты потребуются тем, кто имеет дело с большими массивами данных, а также программами для обработки видео, графики, монтажа.
Но внутри этой категории также предусмотрена собственная отдельная градация. ПК разделены на следующие типы:
Материнская плата
Системная плата (материнская плата) — это основа, объединяющая все составные элементы компьютера в единое целое. От её надёжности и поддерживаемых ею функций зависит общая производительность и стабильность системы. В большинстве современных системных плат имеется встроенный звуковой адаптер. Кроме того, многие модели компьютеров оснащаются интегрированным видеоадаптером, производительности которого достаточно для офисной работы и просмотра видеофильмов. Основные параметры: тип разъёма процессора, тип поддерживаемой памяти и частота системной шины.
Заполните таблицу в соответствии с теоретическим материалом
Цель: изучение основных компонентов персонального компьютера и основных видов периферийного оборудования, способов их подключения, основных характеристик (название, тип разъема, скорость передачи данных, дополнительные свойства). Определение по внешнему виду типов разъемов и подключаемого к ним оборудования.
Методика выполнения работы
1. Изучить теоретические сведения.
2. Выполнить практическое задание под руководством преподавателя.
Задание
Заполните таблицу компонентов ПК
| Компоненты | Описание |
| Системная плата | Соединение всех узлов компьютера в одно устройство, так что, по большому счету, это всего лишь набор проводов между контактами процессора и контактами модулей памяти и периферийных устройств |
| Процессор | Считывает данные, поступающие через внешнюю соединительную шину данных процессора, которая непосредственно соединена с главной шиной на системной плате. |
| Оперативная память | Предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации |(программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. |
| Корпус | Физически представляет собой шасси, которое наполнено аппаратным обеспечением для создания компьютера. |
| Источники питания | Блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК. |
| Накопитель на жестких дисках | Служит для долговременного хранения информации в компьютере, то есть вся ваша музыка, фильмы, фотографии, документы, а также установленные программы и файлы самой операционной системы хранятся на нем |
| Накопитель CD-ROM/DVD-ROM | Оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. |
| Клавиатура | Устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК |
| Мышь | Предназначенные для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК |
| Видеоадаптер | Электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея. Содержит видеопамять, регистры ввода вывода и модуль BIOS. Посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения. |
| Монитор | Устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации |
| Звуковая плата | Дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук |
| Модем | Устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации. |
Заполните таблицу в соответствии с теоретическим материалом
Таблица Разъемы подключения
| Разъем | Тип разъема | Характеристика | Примечания |
| Питание системного блока | ATX AT | Должен обеспечивать выходные напряжения ±5 / ±12 / +3,3 Вольт а также +5 Вольт дежурного режима (+5VSB). | В некоторой степени блок питания также выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения |
| Питание монитора | VGA/SVGA | Видеовыход (15 контактный разъем) ? используется для подключения VGA/SVGA монитора к системному блоку, а именно, к видеоадаптер у. В случае интегрированного в системную плату видеоадаптера видеовыход размещается на стандартной панели. | Устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации |
| Параллельный порт | IEEE1284 SPP EPP ECP DB-25 Centronics | Скорость обмена не выше 150 Кбайт/с при значительной загрузке процессора. В 1994 г. был принят стандарт IEEE1284, определивший спецификацию портов SPP, ЕРР и ЕСР. Дополнительные режимы ЕРР (Enhanced Parallel Port ?улучшенный параллельный порт) и ЕСР (Extended Capability Port ? порт с расширенными возможностями) позволили ввести поддержку двунаправленного обмена с аппаратным сжатием данных (устанавливается программой Setup BIOS). В качестве разъемов спецификацией определены Тип A (DB-25), Тип В (Centronics) и тип С (компактный 36-контактный). | Параллельный порт (LPT) ? этот порт изначально разрабатывался как интерфейс для подключения принтера. Также может быть использован для подключения сканера или плоттера, имеющего соответствующий интерфейс. |
| Последовательный порт | DB25 RS-232 DB9 | Порт стандартизирован в двух вариантах 9 (DB9) и 25-контактный (DB25). Последний вариант практически не реализуется в современных системных блоках. Для асинхронного режима принято несколько стандартных скоростей обмена: 9600, 19200, 38400, 57600 и 115200 бит/с. | Последовательный СОМ-порт (RS-232) данный порт используется для подключения модема. Ранее использовался и для подключения ручного манипулятора («мыши») |
| Mouse | PS/2 | Эти разъемы подключены к единому контроллеру. | Порт PS/2 шестиконтактный разъем, используемый для подключения клавиатуры и ручного манипулятора |
| Keyboard | PS/2 | Эти разъемы подключены к единому контроллеру. | Порт PS/2 шестиконтактный разъем, используемый для подключения клавиатуры и ручного манипулятора |
| USB | USB 1 USB 1.1 USB 2.0 USB 2.0 USB-C USB-A | Всего через один корневой концентратор USB может быть подключено до 127 устройств USB 2.0, в соответствии с которой пиковая пропускная способность увеличена до 480 Мбит/с (60 Мбайт/c). | Шина и интерфейс USB. Архитектура шины USB представляет собой классическую топологию «звезда» с последовательной передачей данных, в соответствии с которой в системе должен быть корневой (ведущий) концентратор USB, к которому подключаются периферийные концентраторы USB, а непосредственно к ним подключаются периферийные устройства с интерфейсом USB. |
| LAN | RJ-45 | В случае интегрированного в системную плату сетевого адаптера интерфейс RJ-45 размещается на стандартной панели интерфейсов. Другой вариант размещается на установленном сетевом адаптере. | Разъем для подключения к локальной сети (RJ-45) восьмиконтактный интерфейс для подключения компьютера к локальной сети |
Заполните таблицу.
| СОМ-порт | LPT-порт | USB | IEEE1394 | IrDA | Bluetooth | |
| Параллельный или последовательный интерфейс | Последовательный | Параллельный | Последовательный | Последовательный | Последовательный | Последовательный |
| Максимальная пропускная способность | 115200 бит/с | Не выше 150 Кбайт/с | 480 Мбит/с (60 Мбайт/c) | 800 Мбит/с | 115200 бит/с | 721 Кбит/с |
| Подключаемые устройства | Модем | Сканер, плоттер, принтер | принтеров, офисных сканеров, цифровых фотокамер, джойстиков и др | используемый для подключения различного видео и аудио оборудования (телевизоры, видеомагнитофоны, видеокамеры и т.д.) | Все что имеет ИК-порт | Все что имеет Bluetooth |
| Количество одновременно подключаемых устройств | ||||||
| Проводной или беспроводный интерфейс | Проводной | Оба | Оба | Проводной | Беспроводной | Беспроводной |
4. К каким интерфейсам ПК относятся разъемы, представленные на этих рисунках?
5.
 |
По представленному рисунку назовите интерфейс подключения.
Классификация персональных компьютеров.
Причин использования персональных компьютеров (ПК) в профессиональной деятельности может быть множество, и в зависимости от целей и решаемых задач для автоматизации рабочего места специалиста выбирается определенный тип компьютера.
Если вы бухгалтер, то желание автоматизировать трудоемкий бухгалтерский учет может быть причиной приобретения настольного ПК. Менеджеру, работа которого связана с разъездами, подойдет ноутбук для качественного оформления договоров и облегчения работы с клиентской базой данных. Желание автоматизировать учет товаропотоков приведет коммерсанта к мысли о приобретении мобильного карманного компьютера.
Все компьютеры можно разделить на несколько категорий:
• базовые настольные ПК — универсальные настольные ПК;
• мобильные компьютеры — карманные (ручные) и блокнотные, или планшетные, ПК (ноутбуки) и телефоны-компьютеры (смартфоны);
• специализированные ПК — сетевые компьютеры, рабочие станции и серверы высокого уровня;
• суперкомпьютерные системы.
Каждой категории компьютеров соответствует своя специфичная программно-аппаратная инфраструктура.
Универсальные настольные ПК
Что такое настольный компьютер, объяснять никому не надо — это любимое молодежью устройство, чтобы красиво набирать тексты рефератов, а также любые другие тексты, бланки и договоры; вести бухгалтерский учет; управлять финансами организации и работать с клиентской базой данных, а также делать различные расчеты, рисовать, слушать музыку и смотреть супер DVD-фильмы, обмениваться посланиями по электронной почте или прогуливаться по всемирной сети Интернет.
Обычный настольный персональный компьютер, или, как его называют на американскокомпьютерном сленге, десктоп, состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и мыши. Самая важная часть компьютера — системный блок, содержащий процессор и оперативную память (memory), — сердце и мозг ПК, жесткий диск, или винчестер (HDD — hard disk drive), дисковод CD/DVD-ROM и несколько так называемых портов (COM, LPT, USB — port) — плат, снабженных разъемами для присоединения к компьютеру дополнительных устройств: для печати — принтера, для связи с другими компьютерами — модема, для ввода изображений в компьютер — сканера и некоторых других устройств.
Оговоримся, что в целом мы будем говорить об IBM-совместимых компьютерах, которые в мировом масштабе используют большинство людей в практической деятельности. Их производят не только в США, но и в Европе, Азии фирмы-производители ПК, принявшие стандарт фирмы IBM. Именно для этих компьютеров используется операционная система Windows знаменитой фирмы Microsoft.
Это интересно
В октябре 2011 г. фирма IBM отметила свое 100-летие. У этой фирмы — символа вычислительной техники — море изобретений, сделанных в ее девяти исследовательских центрах. Достаточно назвать флоппи- (1971 г.) и жесткий (1973 г.) диски, несколько языков высокого уровня, в том числе и «нетленный» Фортран, и многое другое.
Однако существует и другой стандарт «Эппл» (Apple) — яблоко, на базе которого выпускаются компьютеры серии «Макинтош» (Macintosh). Для компьютеров этой группы существует свое «яблочное» программное обеспечение, в частности своя операционная система Mac OS X.
В чем принципиальная разница между IBM и Apple? Первая из них выбрала тактику открытой архитектуры (с продажей патентов). Любая фирма, приобретя патент, может наладить производство компьютеров по технологии IBM. Именно это и обеспечило широкое распространение компьютеров IBM. Фирма Apple не продает свои патенты, поэтому компьютеры этой фирмы дороже и менее распространены, хотя наиболее известные компьютеры серии Macintosh гораздо удобнее, мощнее и надежнее, чем их аналоги IBM.
Это интересно
Фирма Apple в 1984 г. впервые в мире создала компьютер Macintosh с непривычным тогда графическим интерфейсом и мышью, над которой потешался весь компьютерный мир.
Как они были неправы! Тогда еще никто не знал, что будущие ПК будут все больше походить на Маc.
Но мы везде, где встретится слово «компьютер», будем подразумевать IBM-совместимый ПК, работающий с операционной системой Windows.
Мобильные компьютеры.
Сюда мы будем относить достаточно большой сегмент мобильных цифровых устройств, предназначенных для обработки, хранения и передачи информации.
Главное их отличие — автономность и обязательный доступ к сетям и внешним устройствам посредством радиосигнала.
Самые большие из них — ноутбуки. Это полноценные компьютеры с клавиатурой, винчестером и Windows.
Планшетные компьютеры имеют как правило ограниченные возможности, виртуальную клавиатуру и упрощенную операционную систему (Например Android).
Смартфоны — это прежде всего телефоны с некоторыми, весьма ограниченными, компьютерными возможностями.
Специализированные ПК
К специализированным ПК относятся сетевые компьютеры, рабочие станции и серверы высокого уровня.
Сетевые компьютеры, предлагаемые компаниями Sun, Oracle и IBM, не располагают локальной дисковой памятью и поэтому зависят от сети и серверов. Сетевые компьютеры и сервер приложений управляются собственной фирменной ОС, которая отличается от Windows, но в которой можно запускать Windows-приложения.
Спецификация NetPC, на которую ориентируются Microsoft, Intel, Compaq и другие поставщики персональных компьютеров, предполагает, что это полностью запечатанный компьютер с предназначенной для кэширования локальной памятью, но без возможности подключения плат расширения.
Подобно сетевым ПК, компьютеры NetPC не могут работать без сети.
Сервер начального уровня предназначен для поддержания локальной сети до 40 пользователей. От базового настольного ПК он отличается корпусом типа миди-тауэр и большим числом разъемов. Такие серверы выпускаются фирмами Dell, HP, Compaq.
Многопроцессорные рабочие станции и серверы высокого уровня имеют обычно не менее двух источников питания, содержат большие объемы оперативной и дисковой памяти. Наиболее известные серверы такого класса выпускают компании Dell и Sun Microsystems.
Суперкомпьютеры
Определенный круг задач оказывается не под силу персональным компьютерам и высокопроизводительным серверам. Среди областей применения суперкомпьютеров можно отметить атомную и ядерную физику, метеорологию, сейсмологию, математическое моделирование.
Основным ядром суперкомпьютера является мощный компьютерный комплекс, в котором объединены до 12 многопроцессорных серверов на базе последних моделей Intel Pentium. Два дополнительных комплекса имеют по восемь рабочих станций каждый. Они могут работать автономно или в составе объединенной системы.
Ноутбук против персонального компьютера
В наше время компьютеры так глубоко проникли во все сферы жизни, что жизнь без этой умной машины сложно себе представить. Мы родились и растём в мире, где компьютер — такая же привычная вещь, как телевизоры, автомобили, электрическое освещение. И, разумеется, эта самая вещь постоянно проходит свой этап совершенствования и, соответственно, меняется как внутренняя ее часть так и внешняя. С больших громоздких систем в виде монитора и системного блока, пользователи стали переходить на более компактные ноутбуки.
И если совсем недавно ноутбуки считались роскошью и отличались некой нестабильностью, в то время как производительность персональных настольных компьютеров ни у кого не вызывала сомнений, то сегодня же ситуация несколько иная. Ноутбуки стали стоить немного меньше, и были полностью усовершенствованы, к тому же многие понимают, насколько они практичны. Поэтому перед современными компьютерными пользователями встает вопрос, что купить – ноутбук или настольный компьютер?
Если говорить о производительности, то стационарный компьютер уверенно лидирует в своем сегменте. Тут роль играют многие факторы – это мощные процессоры, видеочипы, конструкция (большое пространство корпуса, которое не требует минимизировать комплектующие), достойный блок питания, который позволяет не экономить на электричестве, так как работает он от внешней электросети.
К факторам, улучшающим работу настольного ПК, можно отнести и хорошее охлаждение за счет все того же объема корпуса. Большое пространство и хорошая циркуляция воздуха позволяет процессору выдавать максимум своей мощности. То же касается и других составных частей, выделяющих огромное количество тепла при своей работе – видеокарте и чипсету. При значительном перегреве стационарный ПК без труда оснащается дополнительными вентиляторами либо даже жидкостным радиаторным охлаждением. Чем, естественно, не может похвастаться ноутбук.
Хотя в последние годы разница в скорости между десктопными компьютерами и их портативными альтернативами постепенно тает, настольные машины все еще имеют преимущество в этом отношении. В зависимости от конкретной аппаратной конфигурации, разница может варьироваться от 20-30% в приложениях (например, в играх) до 35-40% (в случае с компонентами более старого поколения).
Так что если вы настаиваете на максимальном уровне производительности, который способны дать современные компьютерные технологии, то все аргументы на стороне настольных ПК.
Опять же, стационарный компьютер не стеснен в рамках и материнская плата позволяет установить много дополнительных и нужных разъемов и расширений. Это, в свою очередь, позволяет подключить всю необходимую периферию (принтеры, сканеры, веб-камеры и прочие необходимые устройства).
Что касается ноутбуков, то они тоже оснащены практически всеми необходимыми разъемами, но их количество ограничено компактным корпусом.
Возможности апгрейда — это одна из бесспорно самых сильных сторон настольных конфигураций перед всеми ноутбуками. Именно по этой причине они предлагают несравнимо больше возможностей для модернизации и неисчерпаемых экспериментов.
Эта способность предполагает и другой плюс компьютеров настольного класса – возможность продлить жизнь конфигурации путем замены только некоторых из ее компонентов. На ноутбуках эта опция часто ограничена, а иногда и вовсе отсутствует. Когда мобильная конфигурация устареет морально и физически, то рано или поздно ее придется полностью заменить другой.
Что касается мобильности, то для людей, чья работа заключается в постоянном перемещении, ноутбук станет незаменим. Удобная и эргономичная конструкция, встроенная батарея питания, позволяющая на определенное время обойтись без централизованного электропитания. Отличный вариант для путешественников и людей с разъездным характером работы. Встроенный Wi-Fi адаптер, веб-камера, колонки (встроенные динамики), микрофон. Все это позволяет постоянно быть на связи, выйти в интернет в любое время и в любом доступном месте.
Отсутствие мобильности и привязка к одному рабочему месту — ощутимый минус стационарного ПК. Из этого минуса вытекают и остальные: оборудование самого рабочего места. Помимо самого компьютера нужно будет приобрести и удобный стол, и эргономичное кресло. И, собственно, не стоит забывать, что для этого всего необходимо выделить место в доме или квартире.
Так как настольные компьютеры не обязательно должны соответствовать требованиям к физическому объему/размерам, они предлагают более высокую эргономику использования.
Например, для ряда пользователей продуманная и удобная клавиатура является определяющим фактором при выборе ноутбука, поскольку это залог быстрой и безошибочной печати. Однако на поиски модели, которая предлагает эргономичную во всех смыслах клавиатуру может уйти уйма времени, так как из-за размеров ноутбуков и в стремлении добиться максимально легкого веса производители зачастую идут на компромиссы, которые негативно сказываются на удобстве клавиатурного блока. С другой стороны, найти удобную клавиатуру для настольного компьютера гораздо проще, особенно учитывая, что большинство из них идут со стандартным десктопным вериантом раскладки, который считается идеалом эргономичности.
Сервисное обслуживание — аргумент, которым не следует пренебрегать. Современные настольные компьютеры имеют так называемую модульную конструкцию, т.е. они изготовлены из отдельных, легко заменяемых и ремонтопригодных, независимых друг от друга компонентов. Поиск и устранение неисправностей в настольном компьютере занимает гораздо меньше времени и сил, чем в ноутбуках.
По необходимости и по дизайну мобильные ПК являются высоко интегрированными системами. Многие из их компонентов (например, центральный процессор, графический процессор) припаяны к системной плате, и их замена является достаточно сложной операцией, которая может быть выполнена только в специализированном сервисном центре, располагающим специальным оборудованием и техникой для ремонта.
Так что же лучше, ноутбук или персональный компьютер?
Таким образом, в соревновании «что лучше — компьютер или ноутбук» нет явного лидера. Все зависит от потребностей и возможностей. Но, исходя из всего вышеперечисленного, небольшой перевес все-таки за стационарным компьютером как в производительности, так и в ценовой политике. Если позволяет финансовая возможность, то можно не ставить себя перед подобным выбором, а приобрести и то, и другое. Настольный компьютер установить дома, а ноутбук носить с собой, когда нужно выполнять что-либо на нем, находясь в дороге.
