Устройства ПК. Устройство компьютера. Из чего состоит компьютер

§ 2.2. Персональный компьютер

Все устройства, входящие в состав ПК, можно разделить на две группы: 1) устройства, образующие системный блок; 2) внешние устройства.

• материнская плата — к ней подключены все остальные устройства системного блока; через материнскую плату происходит обмен информацией между устройствами, их питание электроэнергией;
• центральный процессор (CPU);
• оперативная память (RAM);
• жёсткий диск (HDD) — магнитный диск в герметичном корпусе, служащий для длительного хранения информации; на нём расположены программы, управляющие работой компьютера, и файлы пользователя;
• устройство для чтения/записи на CD, DVD (дисковод и накопитель);
• карты расширений 1 :
  1 Устройства, соединяемые с материнской платой с целью добавления дополнительных функций.
  • видеокарта (Video Card) — предназначена для связи системного блока и монитора; передаёт изображение на монитор и производит часть вычислений по подготовке изображения для монитора;
  • звуковая карта (Sound Card) — предназначена для подготовки звуков, воспроизводимых колонками, в том числе для записи звука с микрофона;
  • сетевая карта — служит для соединения компьютера с другими компьютерами по компьютерной сети;

  

  Рис. 2.5.
  Устройства системного блока

  Первое знакомство

  Вспомните первый раз, когда вы увидели компьютер. Если бы вас тогда спросили о том, из чего он состоит, максимум, что вы бы смогли ответить? Наверняка это общее основное устройство ПК:

  • системный блок;
  • монитор;
  • мышка;
  • клавиатура.

  

  Понятное дело, из-за такого ответа любой системный администратор засмеял бы пользователя. Между тем, вы недалеки от правды. За исключением системного блока, указанные элементы — это периферийные устройства ПК, предназначенные для взаимодействия с конечным пользователем, то есть с вами.

  Самые любопытные с раннего детства стараются разобрать системный блок, чтобы посмотреть, что там внутри. Те же, кому удаётся это совершить, вряд ли сразу без подготовки могли сказать, что перед их глазами. Множество микросхем и проводов, о назначении которых мы поговорим чуть ниже.

  Внутренние устройства ПК — это основа жизни вашего персонального компьютера. Общими словами можно сказать, что его внутренности состоят из устройств передачи и обработки данных. Это так называемое техническое устройство ПК.

  Сетевые устройства

  Коммутаторы и маршрутизаторы

  Коммутаторы используются в основном в офисных зданиях, где установлено много компьютеров. Компьютеры подключаются к коммутатору через патч корд, и получают доступ к обмену данных.

  Современные коммутаторы имеют от 12 Ethernet портов для подключения и 2 оптических для скоростного соединения с дополнительными устройствами.

  Маршрутизаторы используются в корпоративной сети для разделения сети на сегменты и распределение доступа к ней.

  

  

  WI-FI роутер

  WI-FI роутер – это устройство, которое связывает компьютеры по беспроводной сети. При выборе роутера руководствуйтесь тем, что он должен иметь поддержку 5 Ghz и желательно более трех внешних антенн.

  На заметку . При подключении используйте сеть 5 Ghz – это избавит от перегрузки канала, и даст хороший прирост к скорости до 1 Гб/с.

  

  Модем

  В былые времена интернет работал при помощи DIAL UP модема. Он мог быть встроенным, который подключается в разъём PCI, и внешним, который подключается через COM порт. Данный вид вышел с производства очень давно и на сегодняшний день используется новый вид – 4G модемы.

  4G модемы подключаются в USB порт и соединяют компьютер с интернетом через сотового оператора. Это удобно, если вы часто перемещаетесь – интернет всегда с собой.

  

  Пара клиент—сервер

  Начнем с определений.

  Клиент — это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений с последующим приемом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.

  Сервер — это модуль, который постоянно, ожидает прихода из сети запросов от клиентов и, приняв запрос, пытается его обслужить, как правило, с участием
  локальной ОС; один сервер может обслуживать запросы сразу нескольких клиентов (поочередно или одновременно)/

  Проще говоря Сервер — это компьютер на котором установлена программа, или принтер. Клиент — это компьютер который подключается к программе, работает с ней и распечатывает какие-либо результаты, например.

  При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.

  Внешние устройства компьютера

  Внешних устройств для ПК производится очень много: и типов, и моделей. Назовем некоторые из них, которые могут представлять интерес в самом начале знакомства с компьютером (и которые не входят в базовую конфигурацию компьютера).

  • Память (внутренняя, внешняя)
  • Внешняя память,предназначенная для временного хранения информации
  • Магнитный принцип записи и считывания информации

  Устройство для длительного хранения данных и программ. Своего рода библиотека компьютера, где хранятся все программы и данные.

  В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электро­магнитной индукции. Считывание и запись информации на вращающийся намагничивающийся диск осуществляется с помощью магнитных головок, которые перемещаются вдоль заранее размеченных дорожек. Жесткий диск отличается большой емкостью (сотни и даже тысячи Гбайт).

  Оптический принцип записи и считывания информации

  Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации.

  В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью

  • Гибкие магнитные диски
  • Жесткие магнитные диски

  Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью.

  Лазерные дисководы и диски

  На лазерных CD – ROM и DVD – ROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна.

  Существуют CD – R и DVD – R диски, на них информация может быть записана, но только 1 раз. Для записи и перезаписи на диски используются CD – RW и DVD – RW дисководы.

  Flash — память

  Flash – память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB – порт.

  Флэш-диск.

  Сканер

  Принтер. Устройство, подключаемое к компьютеру и предназначенное для печати информации на твердый носитель, обычно на бумагу.

  Самые распространенные типы принтеров — это струйные, лазерные и матричные..

  Краткая история интернета

  Интернет зародился как экспериментальный проект под эгидой Министерства обороны США в 1960 году. В то время компьютеры были дорогими и медленными, поэтому идея заключалась в том, чтобы разделить их по сети и распределить их вычислительную мощность между несколькими пользователями одновременно.

  Разработанный Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA, с 1972 года DARPA), научно-исследовательским агентством Пентагона, предшественник интернета вначале назывался ARPANET. Изначально сеть была очень маленькой и соединяла несколько исследовательских центров в США. Ее использовали только ученые и техники.

  

  По мере развития технологий стали появляться и другие компьютерные сети, в том числе за пределами США. Каждая сеть была основана на собственной технологии, что затрудняло обмен данными между пользователями, работающими в разных сетях. По этой причине примерно в 1970 году в рамках проекта ARPA была создана рабочая группа по интерсетям. В результате исследования были разработаны различные протоколы, в том числе и Internet Protocol Suite.

  В начале 1980-х годов Internet Protocol Suite был принят на международном уровне в существующих сетях, а несколько лет спустя начали появляться интернет-провайдеры. С тех пор вся сеть быстро разрасталась. В рамках проекта OPTE визуализировали развитие интернета с 1997 по 2021 год.

  Пятый уровень, сеансовый (session layer, L5)

  Пятый уровень оперирует чистыми данными; помимо пятого, чистые данные используются также на шестом и седьмом уровне. Сеансовый уровень отвечает за поддержку сеанса или сессии связи. Пятый уровень оказывает услугу следующему: управляет взаимодействием между приложениями, открывает возможности синхронизации задач, завершения сеанса, обмена информации.

  Службы сеансового уровня зачастую применяются в средах приложений, требующих удаленного вызова процедур, т.е. чтобы запрашивать выполнение действий на удаленных компьютерах или независимых системах на одном устройстве (при наличии нескольких ОС).

  Примером работы пятого уровня может служить видеозвонок по сети. Во время видеосвязи необходимо, чтобы два потока данных (аудио и видео) шли синхронно. Когда к разговору двоих человек прибавится третий — получится уже конференция. Задача пятого уровня — сделать так, чтобы собеседники могли понять, кто сейчас говорит.

  Что такое TCP/IP

  Произошло наименование протокола от сокращения двух английских понятий – Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Набор правил, входящий в него, позволяет обрабатывать как сквозную передачу данных, так и другие детали этого механизма. Сюда входит формирование пакетов, способ их отправки, получения, маршрутизации, распаковки для передачи программному обеспечению.

  

  Стек протоколов TCP/IP был создан в 1972 году на базе NCP (Network Control Protocol), в январе 1983 года он стал официальным стандартом для всего интернета. Техническая спецификация уровней взаимодействия описана в документе RFC 1122.

  В составе стека есть и другие известные протоколы передачи данных – UDP, FTP, ICMP, IGMP, SMTP. Они представляют собой частные случаи применения технологии: например, у SMTP единственное предназначение заключается в отправке электронных писем.

  Конспект урока «Устройства компьютера и их функции»

  · Устройства ввода и вывода информации.

  В современной жизни все вокруг стремительно растёт и развивается. Общение между людьми, странами и континентами осуществляется мгновенно. Любая информация доступна и поступает оперативно, благодаря всемирной сети Интернет. Компьютер в нашей жизни по праву занял одно из главных мест.

  По своему назначению компьютер — это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер — это модель человека, работающего с информацией.

  Человек создал компьютер, чтобы облегчить свою умственную деятельность, поэтому у человека и компьютера много общего.

  Человек получает информацию с помощью органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. А компьютер получает информацию с помощью устройств ввода: клавиатуры, мышки и других устройств.

  Человек хранит информацию в памяти и на носителях информации. А компьютер хранит информацию в оперативной и долговременной памяти.

  Человек осмысливает, обдумывает, преобразует информацию, делает выводы с помощью головного мозга, а компьютер обрабатывает информацию с помощью процессора.

  Человек передаёт информацию другим людям с помощью речи, мимики, жестов. А компьютер выводит информацию с помощью устройств вывода: монитора, принтера и других устройств.

  

  Но всё же не стоит равнять человека с компьютером. Человек управляет своими действиями сам, а компьютером управляет человек, программируя его.

  Сегодня на уроке мы с вами узнаем:

  · Для чего в компьютере процессор;

  · Как работает память компьютера;

  · Что относится к устройствам ввода и вывода информации.

  Компьютер – это аппаратно-программный комплекс, служащий для приёма, передачи, хранения и обработки информации.

  Совокупность всех устройств компьютера называют его аппаратным обеспечением. Состав этих устройств может изменяться в зависимости от того для чего используется компьютер, то есть какие задачи поставлены.

  Основной набор включает следующие функциональные блоки: системный блок, монитор, клавиатуру, мышь.

  

  Системный блок представляет собой корпус с размещёнными внутри него системной платой, блоком питания и другими устройствами, которые называют внутренними: например, дисковод для оптических дисков.

  Не входящие в системный блок устройства называют внешними.

  

  Основной компонент системного блока — системная (или материнская) плата. На ней размещаются процессор, устройства памяти, набор микросхем, управляющих работой устройств, разъёмы для подключения устройств.

  

  Процессор — это важнейшее устройство компьютера, его мозг, он предназначен для выполнения вычислений и исполнения программ.

  Процессор строит свою работу следующим образом:

  1) получает данные, то есть считывает из оперативной памяти команды;

  2) анализирует их;

  3) затем выполняет;

  4) отправляет результаты работы на требуемое устройство.

  Основные характеристики процессора, определяющие его быстродействие: тактовая частота и разрядность.

  Процессор обрабатывает поступающие к нему электрические сигналы (импульсы).

  Промежуток времени между двумя последовательными электрическими импульсами называется тактом. На выполнение процессором каждой операции выделяется определённое количество тактов.

  Тактовая частота — это число тактов, которые процессор выполняет за одну секунду. Различные операции могут занимать один или несколько тактов. Тактовая частота измеряется в герцах.

  У современных процессоров тактовая частота достигает нескольких миллиардов герц. Поэтому её измеряют в производных единицах:

  1 МГц = 1000000 Гц

  1 ГГц = 1000000000 Гц

  Процессоры выполняют операции не над десятичными числами, а над двоичными. Как вы помните двоичные числа записываются цифрами 0 и 1, которым соответствуют единицы информации, называемые битами.

  Разрядность процессора — это количество двоичных цифр (битов), которые одновременно обрабатывает процессор.

  Большинство современных процессоров имеет разрядность 32 бит или 64 бит.

  Производительность процессора может быть повышена за счёт одновременного выполнения нескольких последовательностей операций (потоков).

  Процессоры, способные одновременно обрабатывать несколько потоков, являются многоядерными.

  Другое важнейшее устройство компьютера — это память.

  Память компьютера предназначена для приёма, записи, хранения и выдачи данных.

  Чтобы понять принцип работы памяти компьютера давайте представим лист бумаги в клеточку. Каждая клеточка этого листа ¾ это наименьший элемент памяти компьютера, 1 бит. В каждой клеточке может храниться одно из двух значений: 0 или 1.

  

  То есть в 1 бите памяти содержится 1 бит информации.

  Для хранения информации используются различные виды памяти или запоминающие устройства. Различают внутреннюю и внешнюю память.

  Внутренняя память – это память, которая встроена в компьютер и напрямую управляется процессором.

  

  Внутренняя память компьютера передаёт и принимает от процессора данные с такой же скоростью, с какой процессор их обрабатывает. Поэтому её ещё называют оперативной (быстрой).

  Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) предназначена для хранения данных и программ во время их выполнения.

  Обмен данными между процессором и оперативной памятью выполняется за очень короткие промежутки времени. Информация в оперативную память поступает после включения компьютера, а при его выключении не сохраняется.

  

  ОЗУ представляет собой набор микросхем, которые собраны в модули. Для установки модулей на материнской плате имеются соответствующие разъёмы.

  

  Для постоянного хранения информации даже при выключенном компьютере предназначено постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

  Хранимые в ПЗУ данные и программы обеспечивают запуск компьютера и работу с клавиатурой, монитором и другими устройствами.

  Внешняя память относится к внешним устройствам компьютера и используется для долговременного хранения любой информации.

  Если пользователь запускает программу, которая хранится во внешней памяти компьютера, то она сначала загружается в оперативную память и после этого начинает выполняться.

  

  Основным устройством долговременного хранения информации является накопитель на жёстких магнитных дисках (винчестер). Он представляет собой набор вращающихся дисков с магнитным покрытием, у поверхности которых расположены головки для записи — чтения. Винчестер является энергонезависимым, перезаписываемым запоминающим устройством. Он является основным носителем данных практически во всех современных компьютерах. Обычно находится внутри системного блока.

  

  Для переноса данных используют съёмные носители: оптические диски (СD и DVD), флэш-память и другие.

  

  Если пользователь запускает программу, которая хранится во внешней памяти компьютера, то она сначала загружается в оперативную память и после этого начинает выполняться.

  Максимальный объём информации, который может быть записан на носитель, называют его ёмкостью.

  За единицу измерения объёма информации принят байт. Ёмкость носителей измеряют в производных единицах.

  1 Кбайт = 1024 байт

  1 Мбайт = 1024 Кбайт

  1 Гбайт = 1024 Мбайт

  1 Тбайт = 1024 Гбайт.

  К системному блоку подключаются внешние устройства компьютера – устройства ввода и вывода информации.

  На прошлых уроках мы с вами уже научились переводить числа, слова в двоичную систему чисел. Гораздо труднее понять двоичный код. И совсем невозможно понять информацию, которая представлена в виде электрических импульсов. Для этого служат устройства ввода и вывода информации.

  Устройства ввода переводят человеческий язык в компьютерный, а устройства вывода наоборот компьютерный язык переводят в человеческий.

  К устройствам ввода информации относятся:

  1. Клавиатура. Она служит для ввода в компьютер текстовой информации и команд управления при помощи клавиш.

  

  2. Манипуляторы, например, мышь, джойстик и другие. Это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

  · Мышь перемещает указатель мыши по экрану и вводит команды пользователя. Управление курсором осуществляется путём перемещения мыши по поверхности стола или коврика для мыши. Клавиши и колёсико мыши вызывают определённые действия, например, активация указанного объекта, вызов контекстного меню, вертикальная прокрутка веб-страниц и электронных документов.

  

  · Джойстик – это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх.

  

  · Трекбол – небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает курсор.

  

  3. Сканер – устройство для ввода графической информации в компьютер.

  

  4. Микрофон – устройство для ввода звуковой информации.

  

  5. Веб-камера – видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшего использования.

  

  К устройствам вывода относятся:

  1. Монитор служит для вывода информации пользователю на экран.

  

  2. Принтер – устройство для вывода информации на бумагу.

  

  3. Звуковые колонки и наушники предназначены для воспроизведения звуковой информации.

  

  Практическая часть урока.

  На флеш-память объёмом 1 Гигабайт загрузили максимально возможное число фотографий. Каждое фото занимает 500 Килобайт. Нужно выяснить, сколько времени займёт просмотр всех фотографий на флеш-памяти, если на просмотр одной уходит 6 секунд.

  

  Пришло время подвести итоги урока.

  Сегодня на уроке:

  Современный компьютер — универсальное электронное программно-управляемое устройство для работы с информацией.

  Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации.

  Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека.