Budowa fizyczna i parametry techniczne

komputerów stacjonarnych

Wykład 2

Technologia Informacyjna

mgr Anna Bombińska-Sołtys

e-mail:[e-mail]

http://annasoltys.vot.pl/TI_wyklady

Definicja komputera

Komputer (z ang. computer od łac. computare – obliczać).
Dawne nazwy używane w Polsce to: mózg elektronowy,
elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna.

Jest to urządzenie

elektroniczne służące do przetwarzania

wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo
sygnału ciągłego.

Istotną cechą komputera, odróżniającą go od innych systemów
cyfrowych, jest możliwość zupełnej zmiany realizowanych przez
niego funkcji jedynie przez zmianę programu w jego pamięci.

Podstawowe założenia von Neumanna

Komputer powinien posiadać:

pamięć w której będą przechowywane zarówno
dane jak i instrukcje z możliwością zapisu i
odczytu w dowolnej kolejności;

jednostkę obliczeniową wykonującą operacje
arytmetyczne i logiczne;

urządzenia

wejściowe

pozwalające

na

wprowadzanie danych i urządzenia wyjściowe
umożliwiające wyprowadzanie danych;

takie układy sterujące

jego pracą, które

pozwalałyby

na

interpretację

rozkazów

pobieranych

z

pamięci

oraz

wybór

alternatywnych

działań

(zmianę

kolejności

rozkazów) w zależności od wyniku poprzednich
operacji.

Budowa komputera – schemat ogólny

Wg uproszczonego schematu komputer posiada dwa główne,
współpracujące urządzenia: procesor i pamięć. Oba urządzenia
znajdują się w jednej obudowie nazywanej jednostką centralną.
Pamięć operacyjna

służy do chwilowego pamiętania danych

wejściowych i wyjściowych oraz przechowuje uruchomione programy.

Klawiatura
Mysz
Skaner
Joystick
Modem
Karta sieciowa

Urządzenia wejściowe

Jednostka centralna

Pamięć operacyjna

Procesor

Monitor
Drukarka
Ploter
Głośnik
Modem
Karta sieciowa

Urządzenia wyjściowe

Budowa komputera – jednostka centralna

Obudowa

Obudowa komputera

to najczęściej metalowa (stalowa lub

aluminiowa) z elementami plastikowymi zamknięta skrzynka w formie
prostopadłościanu,

umożliwiająca

umieszczenie

i

zamocowanie

najważniejszych elementów komputera. Nowa obudowa jest sprzedawana
zazwyczaj łącznie z zasilaczem komputera.

Obudowy ze względu na rozmiary i kształty:

-

desktop

-

tower

Obudowy ze względu na architekturę:

-

AT

-

ATX

Zasilacz

Zasilacz komputera − urządzenie, które służy do przetwarzania
napięcia zmiennego dostarczanego z sieci energetycznej na
niskie napięcia stałe, niezbędne do pracy pozostałych
komponentów komputera.

Najczęściej spotykane zasilacze komputerowe są dostosowane do
standardu ATX. Włączanie i wyłączenie zasilacza jest sterowane
przez płytę główną, co daje obsługę takich funkcji jak hibernacja,
czy samoczynne wyłączenie komputera po zamknięciu systemu.

Płyta główna

Płyta główna (ang.

motherboard

,

mainboard

) – najważniejsza płyta

drukowana urządzenia elektronicznego, na której montuje się najważniejsze
elementy urządzenia, umożliwiająca komunikację wszystkim pozostałym
komponentom i modułom.

Na płycie głównej znajdują się między innymi następujące złącza:

- banki pamięci RAM (SDR, DDR, DDR2),

- sloty kart rozszerzeń (PCI, AGP, PCI-Express),

- porty dysków twardych i napędów optycznych (IDE, Serial ATA),

- porty komunikacyjne (USB, COM, LTP),

- gniazdo zasilające ATX – gniazdo, poprzez które doprowadzone jest

napięcie zasilające płytę główną, karty rozszerzeń.

Płyta główna

Płyta główna

Parametry techniczne:

- obsługiwany procesor

- rodzaj podstawki pod procesor (np.Socket A- procesory

AMD, MPGA478- Pentium IV)

- obsługiwane pamięci (np.DIMM, DDR, DDR2)

- ilość gniazd i portów rozszerzeń (pci,usb)

- dodatkowe urządzenia zintegrowane z płytą (np.karta

graficzna, dźwiękowa, lan)

- wielkość (np.mini-atx, atx)

Procesor

Procesor (CPU) - urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane
z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on ciąg
prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych
określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów
procesora.

Procesory wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w
hermetycznej obudowie, często posiadającej złocone wyprowadzenia
(stosowane ze względu na odporność na utlenianie). Ich sercem jest
monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii

1

szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od
zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów.
Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź).

1. fotolitografia- celem wykonywania jest uzyskanie pożądanego kształtu powierzchni.

Procesor

Producenci procesorów: Cyrix, AMD, INTEL

Parametry techniczne procesorów:

- ilość rdzeni

- ilość pamięci podręcznej cache

- liczba bitów przetwarzana w jednym takcie np. 32 lub 64

- częstotliwość taktowania podawana w MHz lub GHz np. 700 MHz, 2.4 GHz

Rozmiary:

Współczesne procesory używane w komputerach osobistych wykonywane są w technologii
pozwalającej na uzyskanie elementów o rozmiarach mniejszych niż 45 nm i 32 nm,
pracujących z częstotliwością kilku GHz. Obecnie wzrost mocy obliczeniowej procesorów

realizuje się nie przez zwiększenie częstotliwości pracy a ilości rdzeni (od 2 do 6 rdzeni).

Intel planuje wydanie procesorów wykonanych w rozmiarze technologicznym 22 nm (Ivy Bridge) na przełomie
2011 i 2012 roku.

Przewiduje się, że w przyszłości, przez co najmniej kilka następnych lat, liczba rdzeni w procesorach
wielordzeniowych dostepnych na rynku będzie się podwajać w tempie podobnym jak liczba tranzystorów w
pojedynczym układzie, czyli zgodnie z prawem Moore'a ok. 2 lata.

Historia procesorów

Pamięć

Pamięć operacyjna urządzenie służące do przechowywania danych

operacyjnych.

Rodzaje pamięci:

ROM–(tylko do odczytu) służy do przechowywania stałych
elementów oprogramowania

RAM–(do odczytu i zapisu) można w niej zapisywać i odczytywać
informacje, wymaga stałego zasilania, aby podtrzymywać
przechowywane dane.

Rodzaje pamięci

Dysk twardy

Dysk twardy – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny
do przechowywania danych.

Parametry dysków twardych:

-

pojemność,

-

format (1,8-5,25 cala)

-

cache (4-64 MB)

-

interfejs (ide,serial ata,scsi)

-

prędkość obrotowa talerzy (obr/min.)

-

MTBF

1

.

Pojemność dysków wynosi od 5 MB (przez 10MB, 20MB i 40MB – dyski MFM w komputerach klasy
XT 808x i 286) do 2 TB

2

(w laptopach 20-1000 GB, w laptopach z dwoma dyskami twardymi do

4000 GB). Małe dyski, o pojemnościach od kilkuset MB do kilku GB stosuje się współcześnie w
kartach dla slotu Compact Flash (Microdrive) do cyfrowych aparatów fotograficznych, a także w
innych urządzeniach przenośnych. Pierwszy dysk twardy o pojemności 2 TB dla zwykłego
użytkownika zaprezentowała firma Western Digital na targach CeBIT-u w Hanowerze (3-8 marca
2009). W październiku 2010 WD wyprodukowała dysk twardy Caviar Green o pojemności 3 TB.

1. MTBF (ang. Mean Time Between Failures, fr. Moyenne Temps de Bon Fonctionnement) - średni czas bezawaryjnej pracy czyli okres czasu przez który może
działać urządzenie bez przerwy. Wyrażane jest w tysiącach lub milionach godzin.

2. Terabajt (skrót TB), Tebibajt (skrót TiB) – jednostka używana w informatyce oznaczająca bilion (dokładniej 1 099 511 627 776) ~ 1 000 000 000 000 = 10

12

)

bajtów.

Karty rozszerzeń

Karta rozszerzeń (ang. expansion card lub adapter card) – element
składowy jednostki systemowej komputera. Występuje w postaci
płytki drukowanej (karty) montowanej w złączu płyty głównej.

Przykładowe karty rozszerzeń:

-

karta graficzna

-

karta dźwiękowa (karta muzyczna)

-

karta sieciowa, bezprzewodowa (WiFi)

-

karta telewizyjna

-

kontrolery pamięci masowych (np. SCSI, SATA, IDE)

-

kontrolery portów (np. USB, FireWire, LPT, Centronics, COM)

Karta graficzna

Karta graficzna odpowiada w komputerze za obraz wyświetlany przez monitor.

Parametry techniczne kart graficznych:

-

szybkość pracy,

-

rodzaj chipsetu graficznego (GPU)

-

wielkość pamięci RAM,

-

maksymalna rozdzielczość obrazu,

Nowoczesne karty graficzne wyposażane są w akceleratory 3D.

Obecnie stosowane są głownie dwa rodzaje kart graficznych - wbudowane w płyty
główne oraz w postaci osobnych kart rozszerzeń. Urządzenia tego drugiego typu
zwykle korzystają ze złącza PCI-Express. Starsze karty graficzne są natomiast
wyposażone w port AGP, PCI.

Liderami w produkcji chipsetów kart graficznych są Intel (extreme graphics - układy
wbudowane w płyty główne), NVIDIA ( chipset GeForce) oraz ATI (chipset
Radeon).

Karta graficzna

Karta graficzna AMD Radeon 6990

Karta graficzna NVIDIA GeForce GTX580

Karta dźwiękowa

Karta dźwiękowa, zwana też kartą muzyczną, jest to karta rozszerzeń
umożliwiająca pracę z dźwiękiem na komputerze. Dzięki nim można zarówno
odtwarzać dźwięk, jak i tworzyć pliki dźwiękowe. Do karty dźwiękowej podłącza
się takie urządzenia jak głośniki, wzmacniacz czy mikrofon bądź urządzenie
MIDI (np. syntezator).

Parametry techniczne kart dźwiękowych:

-

liczba kanałów (2-8)

-

rodzaj (wewnętrzna, zewnętrzna)

-

interfejs (pci,usb,pci-express)

-

technologie (EAX ADVANCED HD 3.0 podnosi jakość dźwięku w grach, CMSS
przetwarza sygnał stereo na dźwięk przestrzenny 7.1, CRYSTALVOICE tłumienie
echa, fokus oraz aktywną redukcję szumów, TRUSTUDIO PRO umożliwiająca
odtwarzanie dźwięku nad, pod i wokół gracza)

-

złącza (wyjścia głośnikowe i słuchawkowe, wejście liniowe, wejście mikrofonowe,
wyjście optyczne - umożliwiające podłączenie do kina domowego)

Karta dźwiękowa

Karta dźwiękowa zewnętrzna Creative Sound Blaster Recon3D na USB

Karta dźwiękowa wewnętrzna Creative Sound Blaster Recon3D

Karta sieciowa

Karta sieciowa (ang. NIC - Network Interface Card) - karta
rozszerzenia, która służy do przekształcania pakietów danych w
sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej.

Parametry techniczne:

- interfejs (usb, pci, pci-express, pcmcia)

- rodzaj (zewnętrzna, wewnętrzna)

- komunikacja (bezprzewodowa, przewodowa)

- transfer radiowy (Mbit/s)

- technologia (Wireless IEEE 802.11g, WPA - Wi-Fi Protected

Access)

Karta sieciowa

Bezprzewodowa karta sieciowa PENTAGRAM horNET Wi-Fi PCI

Karta LAN TP-Link TL-TG3269

Karta telewizyjna

Karta

telewizyjna

umożliwia odbiór programów telewizji

naziemnej, telewizji satelitarnej (również telewizji cyfrowej). Może
służyć do przechwytywania sekwencji wideo i prostej (liniowej)
edycji wideo.

Specyfikacja:

- interfejs (pci, pci-express,usb, pcmcia)

- rodzaj (zewnętrzna, wewnętrzna)

- złącza (antenowe, s-video, hdmi)

- standard sygnału (analogowy, cyfrowy)

Kontrolery portów

Kontroler portów - to układ zapewniający komunikację z
urządzeniami zewnętrznymi poprzez różnego rodzaju porty, np.
USB, Firewire, COM. W komputerach osobistych PC kontroler
portów

najczęściej

jest

częścią

mostka

południowego.

Występować też może jako osobny chip wlutowany na płycie
głównej lub w postaci osobnej karty (zwanej w całości kontrolerem)
podłączanej do złącza PCI, PCI-Express.

Kontroler USB na złączu PCMCIA

Kontroler PCI EXPRESS - USB 3.0

Napęd optyczny

Napęd optyczny – jest to urządzenie, które za pomocą wiązki
lasera odczytuje dane z następujących nośników: CD (R,RW),
DVD (-R, -RW, +R, +RW) lub najnowszych Blu-ray Disc.

Dane techniczne:

- interfejs (usb,ata, sata, esata, scsi)

- prędkość - 150 kB/s (napędy CD), 1350 kB/s (napędy DVD)

lub 5234 kB/s (napędy Blu-Ray).

- obsługiwane formaty zapisu i odczytu danych

Źródło

http://pl.wikipedia.org

http://helionica.pl

http://www.vobis.pl/leksykon

http://www.tayloredge.com/museum/processor/processorhistory.html

http://www.pcworld.pl

http://www.benchmark.pl