Budowa komputera
Jednostka centralna jest głównym elementem zestawu komputerowego. To ona decyduje o tym jakie parametry ma komputer. Elementy tworzące jednostkę centralną decydują o pracy naszego komputera i jego możliwościach pracy.
Podstawowe elementy jednostki centralnej: płyta główna - podstawowy element komputera, na niej znajduje się procesor i układy niezbędne do jego prawidłowej pracy oraz komunikowania się z pozostałymi elementami komputera, gniazda pamięci RAM, gniazda na karty rozszerzeń.
Rodzaje płyt głównych Płyta ATX Najbardziej popularnym standardem płyt głównych jest ATX. Charakteryzuje się zintegrowanymi z płytą wszystkimi gniazdami wyprowadzeń. Złącza portów szeregowych i równoległych, klawiatury, myszy, USB czy IEEE są integralną częścią samej płyty co zwiększa jej funkcjonalność, ułatwia instalację i korzystnie wpływa na ujednolicenie standardu. Płyty ATX dzięki lepszemu rozmieszczeniu komponentów zapewniają mniejszą plątaninę kabli wewnątrz komputera, łatwiejszy dostęp do modułów pamięci, a wszystkie złącza kart rozszerzających można wykorzystać w pełnej ich długości. Dodatkowo płyty ATX wyposażone są w tzw. funkcję Soft Power dzięki której, płyta steruje włączaniem i wyłączaniem zasilania, co w przypadku długiej bezczynności pozwala komputerowi przejść w stan uśpienia, a tym samym oszczędzać energię.
Rodzaje płyt głównych Płyta AT Płyta AT/ATX Innym, już praktycznie niespotykanym standardem płyt głównych jest AT lub Baby AT (różnica polega jedynie na rozmiarach płyty, AT około 12 x 13 cali, Baby AT 8,3 x 13 cali). Charakterystyczną cechą płyt głównych w tym standardzie jest sposób organizacji gniazd portów: szeregowego i równoległego. Gniazda te połączone są z płytą za pomocą taśm i umieszczone każda oddzielnie z tyłu obudowy blokując najczęściej gniazda rozszerzeń. Poza tym gniazdo procesora jest umieszczone na płycie w prostej linii z gniazdami rozszerzeń co w niektórych przypadkach szczególnie długich kart blokuje ich instalację.
Procesor układ elektroniczny, który wykonuje zadania zlecane komputerowi. Jest to mózg komputera, szybki, nigdy się nie mylący się, ale wykonujący proste zadania elementarne, takie jak dodawanie dwóch liczb czy porównywanie ich i zasygnalizowanie wyniku tego porównania. Pracuje w takt tzn z szybkością zegara SLOT 1 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny Intel Pentium II i Pentium III SLOT A - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny AMD Athlon SOCKET 7 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny Intel Caleron SOCKET 370 - rodzaj gniazda do procesorów z rodziny Intel Pentium, Cyrix, Texas Instruments i AMD/AMD K6
Pamięć komputera Komputerowa pamięć jest swego rodzaju przestrzenią roboczą PC-ta. Za każdym razem, gdy uruchamiamy aplikację lub otwieramy plik dane i pliki odczytywane z twardego dysku są kopiowane do pamięci RAM (Random Acces Memory). Pamięci pod względem działania można podzielić na dynamiczne RAM i statyczne ROM (Read Only Memory). Większość komputerów wykorzystuje pamięć dynamiczną, która musi być bez przerwy elektrycznie odświeżana, aby mogła przechowywać dane. Jej przeciwieństwem jest pamięć statyczna, która nie wymaga odświeżania. Innym z podziałów jest rozróżnienie ze względu na możliwość zapisywania
Pamięć komputera Pamięć RAM (ang. Random Access Memory) - pamięć o swobodnym dostępie. Z pamięci operacyjnej wyodrębnia się pamięć buforową, która jest wykorzystywana do przyspieszania wymiany większej ilości informacji. Z RAM-u procesor czerpie informacje, a także przesyła wyniki swej pracy. Jednak RAM nie służy tylko do przechowywania danych. Każdy program i system operacyjny zanim zostaną uruchomione, muszą najpierw zostać załadowane do RAM-u. Pamięć RAM jest określana jako ulotna, ponieważ wraz z odcięciem zasilania do komputera traci się jej całą zawartość.
Pamięć komputera Wyróżniamy następujące moduły RAM: DRAM (Dynamic RAM) - dynamiczna pamięć RAM. Jednen z wolniejszych rodzajów pamięci. SRAM (Static RAM) - nie wymaga ciągłego dopływu prądu w celu odświeżania przechowywanej w niej informacji. Jest dużo szybsza niż DRAM. SDRAM (Synchronous DRAM) - rodzaj szybkiej, synchronicznej pamięci RAM, o bardzo krótkim czasie dostępu (nawet 5,5 ns) DDR-SDRAM (Double Data Rate RAM) - rodzaj pamięci SDRAM cechujący się dwukrotnie większą szybkością działania niż tradycyjne moduły. EDO RAM (Extended Data Output RAM) - odmiana pamięci RAM, RDRAM (Rambus DRAM) - rodzaj bardzo szybkiej pamięci RAM wykorzystywanej przez procesory Pentium 4. Pamięć ROM pamięć stała (ang. Read Only Memory) można z niej tylko i wyłącznie odczytywać informacje. Użytkownik nie może wprowadzać w niej żadnych zmian. Przykładem może być BIOS (ang. Basic Input Output System). Po każdorazowym włączeniu komputera pobierane są z BIOS-u odpowiednie instrukcje procedury startowej, które zawierają testy różnych elementów, przygotowują współpracę z ekranem oraz klawiaturą i rozpoczynają ładowanie systemu operacyjnego z dysku (lub dyskietki startowej). BIOS troszczy się także o to, aby sygnały wychodzące z klawiatury przetwarzane były do postaci zrozumiałej dla procesora. BIOS posiada własną, niewielką pamięć, w której zapisane są informacje na temat daty, godziny oraz dane na temat urządzeń zainstalowanych na komputerze.
Dysk twardy Element komputera służący do trwałego przechowywania danych. Na twardym dysku znajduje się oprogramowanie decydujące o funkcjonalności komputera: system operacyjny i programy użytkowe.
Budowa dysku twardego obudowa, 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. elementy elektroniczne, 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. nośnik magnetyczny, 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. elementy mechaniczne, których 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.
Czytniki nośników optycznych Dysk optyczny lub CD-ROM (ang. Compact Disc Read Only) to srebrny dysk o grubości około dwóch milimetrów i średnicy około dwunastu centymetrów. Dysk przechowuje około 74 minut dźwięku o najwyższej jakości, lub 650 megabajtów danych, co odpowiada około 200.000 stron maszynopisu lub 100 obrazom zapisanym w wysokiej rozdzielczości. Dane na dysku CD-ROM zachowywane są w formacie binarnym jako mikroskopijne wgłębienia (ang. pits) w powierzchni dysku (ang. land) za pomocą bardzo cienkiej wiązki lasera emitowanej przez napęd CD-ROM dane mogą być odczytywane, lecz ponowny zapis informacji na standardowej, raz wytłoczonej płycie jest niemożliwy. DVD (ang. Digital Video Disk) to cyfrowy dysk tylko-do-odczytu, opracowany w celu przechowywania filmów wideo w postaci cyfrowej. Jego pojemność (od 4,7 GB w najprostszej wersji do 17 GB przy dysku dwustronnym) umożliwia zapis od 135 do 540 minut skompresowanego (za pomocą kompresji MPEG-2) filmu o jakości studyjnej wraz z kilkoma ścieżkami audio (Aby zapobiec tworzeniu pirackich kopii cały świat podzielony został na siedem stref, którym przypisano różne kody. Dlatego filmu kupionego np. w Ameryce nie będzie można odtworzyć w Polsce, ponieważ kod zapisany na dysku nie będzie zgodny z kodem wymaganym przez wszystkie odtwarzacze DVD sprzedawane w Europie). Zasada działania płyty wideo jest bardzo podobna jak płyty CD: informacje zapisane w kodzie binarnym w postaci drobnych rowków (ang. pits) w powierzchni (ang. land) odczytywanych z dysku przez promień lasera. Komputer dokonuje dekompresji za pomocą specjalnego dekodera MPEG i wysyła je na ekran komputera.
Rodzaje napędów DVD DVD-ROM (ang. Digital Video Disk Read-Only Memory) to wersja dysku DVD, nośnik danych stosowany w informatyce. DVD-R (ang. Digital Video Disk Recordable) to zapisywalny dysk DVD. DVD-RAM (ang. Digital Video Disk Random Access Memory) to wielokrotnie zapisywalny, kasowalny dysk DVD, wykorystywujący technologię phase change. Podstawowe formaty DVD: 4,7 GB (ok. 2,2 godzin wideo) jednostronny, jednowarstwowy dysk 8,5 GB (ok. 4 godzin wideo) jednostronny, dwuwarstwowy dysk 9,4 GB (ok. 4,4 godzin wideo) dwustronny, jednowarstwowy dysk 17 GB (ok. 8 godzin wideo) dwustronny, dwuwarstwowy dysk Szybkość odczytu - 1x = 1350 KB/s lub 2x = 2700 KB/s dla dysku DVD i CD-ROM
Napędy Blu-ray Disc Blu-ray Disc (BD) konkurencyjny dla HD DVD format zapisu optycznego, opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD. Wyróżnia się większą pojemnością od płyt DVD, co jest możliwe dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera. W podstawowej wersji jest to płyta jednostronna, dwuwarstwowa, przechowująca 50GB. Jednak opracowano już wersje kilkuwarstwowe mające pojemność do 400 GB
Stacja dyskietek Floppy Disk Drive - stacja dysków eleatycznych połączona z kontrolerem FDC (Floopy Disc Controller) na płycie głównej za pomocą taśmy. Każda stacja zawiera dwa silniki. Jeden z nich napędza krążek, zamknięty w plastykowej obudowie (dyskietka 3,5 cala). Szybkość obrotowa jaką uzyskuje krążek waha się w granicach od 350 do 360 obrotów na minutę. Drugi z silników służy do przesuwania i sterowania ruchem głowicy zapisująco-odczytującej. Głowica ta umieszczona jest na ramieniu, i w wyniku skoków porusza się promienia krążka magnetycznego w celu ustawienia się nad konkretną ścieżką krążka. Każdy komputer powinien zawierać stację dysków elastycznych, ponieważ pozwala na stworzenie kopii zapasowej ważnych plików, poza tym producenci komponentów często zamieszczają sterowniki do urządzeń na dyskietkach. Dyskietki chociaż mało pojemne są łatwe w użyciu i zajmują mało miejsca.
Czytnik kart Flash Czytnik kart pamięci (Flash card adepter) to urządzenie umożliwiające odczyt kart pamięci typu Flash. Jest to najczęściej urządzenie zintegrowane z płytą główną komputera, bądź podłączane do niego przez port USB, nie wymaga zewnętrznego zasilania. Jest to obecnie najpopularniejszy sposób przechowywania danych pochodzących z cyfrowych aparatów fotograficznych, odtwarzaczy MP3, MP4, telefonów komórkowych i innych.
Karty Flash Obecnie w użyciu są następujące karty pamięci stosujące jako nośnik danych pamięć flash: MultiMedia Card (MMC) Secure Digital (SD) Memory Stick (MS) CompactFlash (CF) SmartMedia (SM) xd Picture Card (xd)
Karty rozszerzeń Karta rozszerzeń - układ elektroniczny będący dodatkowym komponentem systemu komputerowego. Kartę montuje się na płycie głównej za pośrednictwem gniazda rozszerzeń. Najczęściej spotkane rodzaje kart rozszerzeń to karty graficzne, dźwiękowe, sieciowe a także karty telewizyjne czy akceleratory 3D.
Karty rozszerzeń - karta grafiki Montowana na płycie głównej poprzez gniazdo PCI lub AGP, która odpowiada w komputerze za obraz wyświetlany przez monitor. Karty graficzne różnią się między sobą szybkością pracy, wielkością pamięci RAM, wyświetlaną rozdzielczością obrazu, liczbą dostępnych kolorów oraz częstotliwością odświeżania obrazu: 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. Każda karta graficzna składa się z: płytki drukowanej, głównego procesora, pamięci wideo i układu RAMDAC. AGP PCI ISA
Karty rozszerzeń - karta dźwiękowa Karta muzyczna lub sterownik dźwiękowy - specjalne urządzenie znajdującym się na ogół wewnątrz komputera, najczęściej w postaci karty rozszerzenia (ISA lub PCI). Karta dźwiękowa przyda się jeśli chcemy np. wykorzystać swój napęd CD-ROM do odtwarzania płyt kompaktowych, pracy z programami multimedialnymi, do odtwarzania skomplikowanych dźwięków, nagrywania głosu, połączeń z urządzeniami MIDI, a w przypadku karty z tunerem radiowym można nawet słuchać radia. Korzystając z wejścia line-in można zapisywać na dysku twardym (w formie cyfrowej) muzykę ze starej płyty gramofonowej, którą potem można utrwalić na nagrywalnym krążku audio CD-R i odsłuchiwać w domowym odtwarzaczu CD. Chcąc jednak zachować jakość nagrania typową dla płyt CD, należy nagrywać dźwięk z dokładnością co najmniej 16 bitów przy częstotliwości próbkowania 44 100 Hz. aby dźwięk nie był "poszarpany". Tak więc mimo że karta dźwiękowa w zasadzie, nie jest niezbędnym elementem wyposażenia komputera, to jednak każda gra bez niej, traci przynajmniej połowę ze swojego uroku a i praca z różnymi aplikacjami staje się przyjemniejsza, gdy oprócz wzroku zaangażowany jest także słuch. Większość kart wykorzystuje funkcje MIDI, które są niezbędne do gier i aplikacji odtwarzających dźwięki. Numery 16, 32 lub 64, które są często częścią nazwy karty, nie odnoszą się do bitów, ale do liczby głosów, które karta może odtwarzać równolegle. Im więcej głosów tym lepsza jakość dźwięku.
Karty rozszerzeń karta sieciowa Karta sieciowa umożliwia przyłączenie komputera do sieci komputerowej. Jest wyposażona w co najmniej jedno gniazdo służące do podłączenia albo kabla koncentrycznego, albo skrętki. Karty sieciowe rozróżnia się głównie ze względu na szybkość pracy - 10 lub 100 Mbps; większość produkowanych obecnie kart sieciowych jest przeznaczona do Ethernetu
Karty rozszerzeń karta telewizyjna Karta TV lub tuner telewizyjny urządzenie umożliwiające oglądanie telewizji na ekranie monitora. Dzielimy je na dwie grupy: zewnętrzne tunery telewizyjne - niewielkie, prostopadłościenne urządzenia zawierające w sobie całą elektronikę służącą do odbioru sygnału telewizyjnego, często sprzedawane razem z pilotem. Pod względem funkcjonalnym i technicznym nie różnią się one od typowego odbiornika telewizyjnego. Urządzenia te mają dwie podstawowe zalety - mogą pracować niezależnie od komputera i nie wymagają zainstalowania żadnego oprogramowania sterującego. tunery TV przeznaczone do zainstalowania wewnątrz komputera w slotach ISA lub PCI. Wśród nich wyróżniamy dwa rozwiązania konstrukcyjne. Pierwsze z nich jest połączeniem "elektroniki" odbiornika telewizyjnego z kartą graficzną (nazywane all-in-one lub combo). Drugie to samodzielne urządzenie, które pracując niezależnie, komunikuje się z używaną przez nas kartą graficzną. Urządzenia te zależnie od stopnia swojego zaawansowania technologicznego oferują szereg najrozmaitszych funkcji, od prostego wyświetlania obrazu, aż po wyrafinowane możliwości umożliwiające np. skalowanie oglądanego obrazu, oglądanie telegazety, podgląd kilku kanałów na raz, podłączenie naszego zestawu Video czy też zapisywanie poszczególnych klatek obrazu na dysk twardy komputera. Niektóre urządzenia mają w zestawie nawet pilot umożliwiający zdalne sterowanie lub dodatkowo tuner radiowy umożliwiający również słuchanie radia
Karty rozszerzeń - modem Modem (ang. MODulator/DEModulator) - urządzenie peryferyjne przetwarzające dane komputerowe na sygnały analogowe - postać nadającą się do transmisji za pomocą analogowych dróg łączności, takich, jak linie telefoniczne. Dźwięki te, po dotarciu do adresata, zamieniane są przez drugi modem - odbiorce, z powrotem na postać cyfrową - czyli dane czytelne dla komputera.
Obudowa komputera Decydując się na zakup należy zwrócić na swobodę dostępu do jej wnętrza. Łatwą wymianę pamięci, procesora czy pamięci masowych oraz bezproblemowe zamykanie i otwieranie to cechy które powinny posiadać wszystkie obudowy. Wszelkie manipulacje wewnątrz jednostki muszą być bezpieczne i zapewniać swobodę działania. Często zdarza się że producenci obudów zapominają o bezpieczeństwie użytkownika, pozostawiając ostre metalowe krawędzie.
Obudowa komputera Najlepiej kupić obudowę nieco większą niż w danej chwili potrzebujemy chićby tylko dla lepszej cyrkulacji powietrza i możliwość późniejszej rozbudowy. Konstrukcja AT pozwala na zachowanie stosunkowo niewielkich rozmiarów obudowy komputera a co za tym idzie nie pozwala na rozbudowę o dodatkowe urządzenia, poza tym nie do końca mamy możliwość odcięcia zasilania. Główną przewagą funkcjonalną płyt głównych ATX jest to, że sterują zasilaczem komputera a obudowy ATX mają dodatkowy przełącznik z tyłu obudowy. Wygodne jest również to, że na płytach ATX zamontowane zostały wszystkie standardowe interfejsy, w ten sposób wnętrze komputera zostało pozbawione plątaniny kabli. Jedyną wadą konstrukcji ATX płyt głównych a co za tym idzie i obudów są ich bardzo duże rozmiary. Rozmiary płyty głównej zredukowane zostały do minimum, a w założeniach konstrukcyjnych sprzętu tego standardu przewidziano jedynie minimalne wyposażenie w postaci napędu dyskietek elastycznych i CD-ROMu. Pozwoliło to na pomniejszenie obudowy do tradycyjnej mini wieży, przy zachowaniu pełnej funkcjonalności ATX. Aby zapewnić odpowiednią wymianę powietrza obudowa powinna posiadać wlot powietrza w dolnej części, wtedy chłodne powietrze dostające się przez otwory, unosząc się do góry ochładza poszczególne komponenty a następnie zostaje odprowadzone przez wentylator zasilacza.
Obudowa komputera - zasilacz Obecnie obudowy mają zasilacze 200, 235, 250 i 300W. Oprócz zmieszczenia wszystkich elementów w obudowie ważne jest by we wnętrzu była zapewniona odpowiednia cyrkulacja powietrza. Często jest tak że ładnie wyglądające obudowy nie mają wlotów/wylotów powietrza, które zapewniałyby wymianę powietrza wewnątrz jednostki. Do takich konstrukcji powietrze dostaje się przeważnie przez szpary, napędy FDD i CD-ROM.