CZĘŚCI WEWNĘTRZNE KOMPUTERA

Transkrypt

1 Mateusz Kmiecik, Ic CZĘŚCI WEWNĘTRZNE KOMPUTERA Z zewnątrz komputer nie wydaje się być urządzeniem zbyt skomplikowanym, choć we wnętrzu tej skrzynki znajduje się wiele elementów, twórzących złożony system. W kolejnych punktach niniejszej prezentacji przedstawiłem najważniejsze z nich wraz z krótkim opisem. Płyta główna Płyta główna (rys. 1) płyta z tworzywa sztucznego, na której znajdują się najważniejsze układy elektroniczne komputera, odpowiedzialne za jego właściwą pracę: procesor, pamieci oraz karty rozszerzające. Pomiędzy wszystkimi układami biegną zatopione w płycie głównej cienkie metalowe popłączenia, tzw. ścieżki przewodzące. Na płycie głównej komputera są zgrupowane kontrolery poszczególnych urządzeń. Są one umieszczone w dwóch mostkach północnym i południowym. W mostku północnym, podłączonym bezpośrednio do procesora przy pomocy FSB, zawiera kontroler pamięci oraz kontroler szyny graficznej. Mostek południowy, podłączony do mostka północnego, może zawierać kontrolery PCI, USB, dźwięku, Ethernetu, dysków (ATA, SATA), itp. Do niego podłączone są też dodatkowe zewnętrzne kontrolery. Na płycie głównej umieszczony jest także zegar czasu rzeczywistego, z podtrzymaniem bateryjnym. Na płycie głównej znajdują się specjalne gniazda, nazywane złączami krawędziowymi lub slotami, w których umieszczane są karty rozszerzające. Mózna też spotkać kilka typów złączc, z których każde jest innego koloru, co ułatwia ich rozróżnianie. Są to: ISA (ang. Industry Standart Architecture) najstarszy typ złącza, rzadko dziś używany ze względu na wolny przepływ informacji (gniazdo czarne), PCI (ang. Peripheral Component Interconnect) nowszy, szybki typ złącza, obecnie najczęściej wykorzystywany (gniazdo białe), AGP (ang. Accelerated Graphics Port) bardzo szybkie złącze, przeznaczone wyłącznie do montowania kart graficznych (gniazdo brązowe). Innym rozwiązaniem są zintegrowane płyty główne. W przeciwieństwie do tradycyjnego układu płyta główna i karty rozszerzające większość elementów zamontowana jest na stałe na płycie (układ ten często nazywa się all-in-one, czyli wszystko w jednym ). 1

2 Rysunek 1: Płyta główna Procesor (inaczej CPU) Procesor (rys. 1)1 jest to układ elektroniczny sterujący pracą komputera i wykonujący podstawowe operacje arytmetyczne i logiczne, często nazywany jest mózgiem komputera. Jest jednym z najważniejszych elementów składowych komputera. Szybkość działania procesora wpływa na szybkość pracy całego komputera. Wyraża się ją w megahercach (1 Hz jedna operacja na sekundę, 1 MHz milion operacji na sekundę). Obecnie produkowane procesory pracują z predkością od 300 Mhz do 800 Mhz, a nawet większą. Ponieważ procesory pracując nagrzewają się, do odprowadzania nadmiaru ciepla służą wentylatory (rys. 2). Rysunek 2: Procesor 1 Wszystkie wykorzytane w niniejszej prezentacji zdjęcia zostały pobrane poprzez wyszukiwarkę images.google.pl. 2

3 Rysunek 3: Wentylator Pamięć Komputer gramodzi informacje w pamięciach zwanych pamięcią wewnętrzną i pamięcią zewnętrzną. Pamięć wewnętrzna Pamięć wewnętrzna specjalne układy elektroniczne zamontowane na płycie głównej komputera. Pamięć ta jest podstawową pamięcią koputera, do której zalicza się pamięć ROM i pamięć RAM. Z niej przede wszystkim komputer pobiera i w niej zapisuje odpowiednie dane i programy w trakcie działania. W pamięci ROM (ang. Read Only Memory pamięć tylko do odczytu) zapisane są informacje, które możne jedynie odczytać nie ma sposobu ich modyfikowania. Pamięć ROM spełnia niezwykle ważne funkcje. Znajdują się w niej bowiem programy, wpisane przez producenta, służące do uruchomienia komputera i umożliwiające współpracę procesora z elementami zestawu komputerowego. Sprawdzają one, czy zestaw komputerowy jest przygotowany do pracy oraz wyszukują program zarządzający całym komputerem. Pamięć ROM nie ginie po wyłączeniu komputera, gdyż jest potrzebna każdorazowo do jego 3

4 uruchomienia. Pamięć RAM (ang. Random Access Memory pamięć o swobodnym dostępie), nazywana pamięcią operacyjną, służy do zapisu i odczytu informacji. To właśnie do pamięci operacyjnej komputer wczytuje programy i dane, z którymi w danej chwili pracuje. Umieszcza w niej także pośrednie wyniki przetwarzanych danych. RAM jest pamięcią nietrwałą, co oznacza, że po wyłączeniu komputera jej zawartość bezpowrotnie ginie. Rozmiar pamięci operacyjnej ma duży wpływ na szybkość działania komputera. Im większa jest pamięć operacyjna, tym szybciej procesor dociera do potrzebnych mu informacji, co znacznie przyspiesza wszystkie czynności wykonywane przez komputer. Pamięć zewnętrzna Pamięć zewnętrzna to nośniki do zapisywania i przechowywania informacji. Ponieważ jej zawartość nie ginie w chwili wyłączenia komputera, dlatego też często mówi się, że jest to pamięć stała (trwała). W pamięci zewnętrznej komputer zapisuje wyniki pracy w sposób trwały. Podstawowymi rodzajami pamięci zewnętrznej są: dyskietka (już wychodzi z użycia), można na niej zapisać tylko 1,44 Mb danych, dyski twarde, płyty CD-ROM,CD-R CD-RW, mogą pomieścić do 700 Mb informacji, płyty DVD, pojemność wynosi ok. 17 Gb, pamięć typu flash, od 256 Mb do 2 Gb i więcej. Płyty CD Z płyty CD-ROM w przeciwieństwie do dysku twardego lub dyskietki, możne jedynie odczytać dane. Informacje na tym dysku są zapisane techniką laserową, Dysk twardy Dysk twardy jest także pamięcią zewnętrzną, jednak znajdującą się we wnętrzu komputera. Składa się on z krążków (tarcz) przypominających dyskietkę, wykonanych z materiału o dużej sztywności, który pokrywa warstwa magnetyczna. Dysk twardy to prawdziwa skarbnica komputerowych danych, bowiem są na nim zapisywane i przechowywane wszystkie programy, dane i wyniki pracy komputera. Zapisu informacji na tym nośniku oraz ich odczytu dokonuje urządzenie nazywane napędem dysku twardego (HDD ang. Hard Disk Drive), które jest z nim połączone na stałe. 4

5 Karty rozszerzające Karty rozszerzające to płytki z zamontowanymi układami elektronicznymi. Zwiększają one możliwości komputera, pozwalają dodawać nowe urządzenia, które nie wchodzą w skład podstawowego zestawu komputerowego, oraz nadzorują ich pracę. Odpowiednie karty rozszerzeń, między innymi, poprawiają jakość obrazu wyświetlanego na ekranie monitora, pozwalają przetwarzać i nagrywać dźwięk, jak również umożliwiają pracę kilku komputerów, łącząc je w sieć. Karta Graficzna Karta graficzna (rys. 4), określana często jako akcelerator grafiki, to element, komputera tworzący sygnał dla monitora. Podstawowym jej zadaniem jest odpowiednie sterowanie monitorem. Jest niezbędna w każdym zestawie komputerowym. Zamienia cyfrowe dane przekazywane jej przez procesor na elektryczne sygnały, przesyłane następnie do monitora. Układ ten ma duży wpływ na wydajność całego zestawu komputerowego. Od rodzaju karty graficznej i monitora zależą parametry wyświetlanego obrazu. Są to: rozdzielczość obrazu liczba punktów, jaką można wyświetlić na całej długości i szerokości ekranu monitora. Podaje się ją w pikselach. Piksel to punkt świetlny na ekranie monitora, będący podstawową (najmniejszą) częścią składową każdego obrazu. Im jest większa rozdzielczość, tym bardziej zmniejsza się wielkość piksela, co pozwala uzyskać wyraźniejszy obraz (widoczna jest większa liczba szczegółów). Obecnie stosowane karty graficzne mają rozdzielczość lub , choć czasami zdażają się jeszcze takie jak liczba jednocześnie wyświetlanych kolorów parametr ten zależy ściśle od możliwości zainstalowanej karty graficznej. Większość używanych dzisiaj kart może wyświetląać od 256 do 16 milionów kolorów. Ta ostatnia liczba pozwala uzyskać obraz niemal fotograficznej jakości. częstotliwość odświeżania obrazu określa, ile razy w ciągu sekundy jest wyświetlany obraz na ekranie monitora. Podaje się ją w hercach, przy czym 1 Hz oznacza jednokrotne odświeżenie w czasie jednej sekundy. Im wyższa jest częstotliwość, tym bardziej stabilny jest obraz. Wartością minimalną jest 75 Hz, ponieważ dopiero przy 75-krotnym odświeżeniu w ciągu jednej sekundy obraz jest stabilny dla ludzkiego oka. Nowoczesne karty graficzne przetwarzają obrazy trójwymiarowe (3D), a więc takie, które sprawiają wrażenie przestrzenności. Karty te są wyposażone w 8, 16 i więcej MB pamięci RAM. Im większa pamięć, tym większa możliwość przyspieszenia wyświetlania obrazów, w wyższej rozdzielczości i w większej liczbie kolorów. Miłośnicy gier komputerowych używają kart graficznych z układem nazywanym akceleratorem. Wykonuje on pewne operacje graficzne bez udziału procesora, co powoduje znaczne przyspieszenie przetwarzania obrazów. Jest to 5

6 szczególnie ważne w przypadku obrazów ruchomych animacji i filmów. Profesjonaliści korzystają z bardzo drogich kart graficznych wyposażonych we własne procesory, które jeszcze bardziej podnoszą wydajność tych kart. Rysunek 4: Karta graficzna Karta sieciowa Karta sieciowa (rys. 5) (ang. NIC Network Interface Card) służy do przekształcania pakietów danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej. Dzięki niej można połączyć komputery w sieć komputerową. Każda karta NIC posiada własny, unikatowy w skali światowej adres fizyczny, znany jako adres MAC, przyporządkowany w momencie jej produkcji przez producenta, zazwyczaj umieszczony na stałe w jej pamięci ROM. W niektórych współczesnych kartach adres ten można jednak zmieniać. Karta sieciowa umożliwia również uruchamianie i wykorzystywanie programów zainstalowanych na dyskach innych komputerów, a także korzystanie z zasobów sprzętowych innego komputera, np. z drukarki. Karty te rozróżnia się głównie ze względu na szybkość pracy 10 lub 100 Mb/s. Większość produkowanych obecnie kart sieciowych jest przeznaczona do Ethernetu. Karta dźwiękowa Karta dźwiękowa (rys. 6) jest urządzeniem wejścia i wyjścia komputera. Umożliwia rejestrację, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku. Dzięki niej można pod- 6

7 Rysunek 5: Karta sieciowa łączyć urządzenia do podobnyc celów, np.: głośniki, słuchawki lub mikrofon. Najbardziej znaną grupą kart dźwiękowych jest seria Sound Blaster firmy Creative Labs. Obecnie karty dźwiękowe wystarczające do zastosowań amatorskich często wbudowywane są w płytę główną. Pojawiły się również zewnętrzne karty dźwiękowe podłączane do komputera przez jeden z portów np. USB. Większość stosowanych dzisiaj kart dźwiekowych generuje dźwięk 3D, symulujący dźwięk przestrzenny. Jednak, aby usłyszeć prawdziwe przestrzenne brzmienie, na stanowisku komputerowym powinny się znaleźć co najmniej cztery głośniki. 7

8 Rysunek 6: Karta dźwiękowa Literatura M. Mordaka współpraca J. Lipski, Informatyka 2000 podręcznik dla gimnazjum I rok nauki prace na ogólnodostępnej encyklopedii internetowej Wikipedia (pl.wikipedia.org) grafiki pobrane z wyszukiwarki obrazów Google (images.google.pl) 8