ARCHITEKTURA I ZASADA DZIAŁANIA WSPÓŁCZESNEGO KOMPUTERA

Komputer PC składa się z poszczególnych części :

Płyta główna (ang. mainboard) - główny składnik komputera, w jej skład wchodzi :

• Chipset - steruje przepływem informacji między mikroprocesorem,a innymi podzespołami.

• Gniazdo procesora - gniazdo, w które zostaje włożony procesor.

• Gniazda pamięci RAM - gniazda, w które wkładane są kości pamięci RAM

• Gniazda rozszerzające (ang. expantion slot) - dzielą się na gniazda typu :

rys 1. Płyta główna

• PCI (ang. Peripheral Componnent Interconnect) - standard magistrali opracowany przez firmę Inlet. Jest to szybka 32- bitowa magistrala danych. Aktualnie za pomocą tej magistrali są montowane wszystkie nowoczesne karty rozszerzeń (prócz kart graficznych). Może pracować z prędkością 33 lub 66 MHz, a jej prędkość nie może być mniejsza niż 132 Mbps.

• AGP (ang. Accelerated Graphics Port) - nowy rodzaj magistrali opracowany również przez firmę Inlet. Powstała na bazie magistrali PCI z myślą o szybszym przesyle danych grafiki 3D. Ta magistrala umożliwia przesył danych z nawet czterokrotnie większą prędkością. Ta magistrala używana jest wyłącznie do pracy z kartami grafiki.

• ISA (ang. Industry Standard Architrcture) - zwykła 16 - bitowa magistrala danych. Pracuje z prędkością zaledwie 8 MHz. Obecnie jest praktycznie nieużywana.

• Kontrolery AIDE (ang. Enhaced Inteligent Drive Electronics) i FDD (ang. Floppy Disc Drive) - układy pozwalające na połączenie z płytą główną napędów CD-ROM, DVD-ROM, dysku twardego, czy napędu dyskietek 3,5 cala, a ostatnio Zip Drive i LS-120.

• Pamięć ROM (ang. Read Only Menory) - zawiera tzw. BIOS (ang. Basic Input/Output System), który przechowuje dane zawarte przez producenta. Pozwalają one na inicjacje systemu operacyjnego, diagnozowanie płyty głównej oraz urządzeń peryferyjnych.

• Porty - złącze umożliwiające podłączenie urządzeń zewnętrznych. Komputery PC posiadają złacza równoległe i szeregowe. Szeregowe oznaczane są w kolejności COM1, COM2 etc., a porty równoległe odpowiednio lpt1, lpt2 ETC. Obecnie pojawiła się nowa generacja portów. Tzw. porty USB (ang. Universal Serial bus). Zapewniają większy przesył danych oraz doprowadza napięcie do urządzenia.

Procesor (Jednostka Centralna) (ang. CPU - Central Procesing Unit) - podzespół komputera interpretująca i wykonująca rozkazy pamięci operacyjnej. Liczebność rozkazów waha się od kilkudziesięciu do kilkuset. Są to w większości elementarne operacje: arytmetyczne, logiczne i sterujące. Współczesne procesory wykonują miliony takich operacji. Podstawowe bloki funkcyjne tworzące procesor to: rejestry, jednostka arytmetyczno-logiczna, układ sterowania i dekoder rozkazów, oraz, dodatkowo, jednostka zmiennoprzecinkowa. Podstawowymi parametrami technicznymi procesora są: długość słowa (np.8, 16, 32, 64 bity), szerokość szyny adresowej (8, 16 bitów i obecnie niekiedy używa się też określenia GHz dla procesorów powyżej 1000 Mhz (np. 1500 MHz = 1,5 GHz).

rys 2. Procesor

Pamięć RAM (random Access Menory) - nazwa jest pamięcią operacyjną. Montowana jest gniazdach pamięci RAM (patrz wyżej). Jest ona niezbędna do szybkiej wymiany danych. Zarządzaniem pamięcią zajmuje się system operacyjny . Pamięć RAM jest określana także jako pamięć ulotna, dlatego że po wyłączeniu komputera jej zawartość całkowicie się ulatnia.

rys 3. Pamięć Ram

Karty rozszerzeń (ang. add-on card)- montowane są w gniazdach rozszerzeń(patrz wyżej). Jej zadaniem jest obsługiwanie określonego urządzenia współpracującego z komputerem. Do najpopularniejszych należą:

• Karta graficzna (ang.graphics card)- umożliwia przetwarzanie obrazu i zapewnia współ prace z komputera z monitorem, Obecnie używa się już tylko kart z akceleratorem grafiki 3D. Karta graficzna montowana jest w magistrali AGP. Podstawowym parametrem karty graficznej jest ilość zainstalowanej na niej pamięci. W pamięci przechowywana jest informacja niezbędna do przetwarzania obrazu. Dlatego też w zależności od ilości pamięci na karcie, różna może być tzn. paleta kolorów (ang. color palette), w jakiej obraz jest wyświetlany na ekranie, np.65,5 tysięcy kolorów (16 bitów-High Color),16 ,8 milionów kolorów ( 24 bity True Color [ większość kart zapisuje jednak kolor w 32 bitach )] lub też zaledwie 256 kolorów na starych. Ważnym parametrem karty jest również maksymalnie rozdzielność, w jakiej karta może pracować. Obecnie najczęściej stosowane rozdzielność to:800x600,1024x760,1280x1024 pikseli Dawniej stosowano zazwyczaj rozdzielność 640x480, obecnie tej rozdzielności się niestosuje ze względu na bardzo słabą jakość grafiki.

rys 4. Karta graficzna

• Karta dźwiękowa (ang sound card)- specjalna karta rozszerzenia której zadanie jest przetwarzanie dźwięku i wysyłanie go na gniazdo wyjścia (ang.output), a stamtąd dźwięki idzie przez kabel do głośników. Może karta również otrzymywać dane z zewnątrz przez gniazdo wejścia (ang. input ), np. z mikrofonu. Obecnie standardem wśród kart dźwiękowych w komputerach PC jest karta Sound Blaster (firmy Creatvie Labs). Podstawowym parametrem karty dźwiękowej jest częstotliwość próbkowana (ang. sampling rate),która określa, ile razy w czasie sekundy są wysyłane lub pobierane dane do odtwarzania. Im wyższa częstotliwość próbkowania, tym wyższa jest jakość nagrywania dźwięku. Popularne karty dźwiękowe obecnie na rynku posiadają częstotliwość próbkowania 44,1 lub 48 kHz ( a nawet 55kHz).

• Modem (ang. MODulator- DEModulator)-za pomocą modemu można połączyć dwa komputery ze sobą znajdujących się w dużej odległości. Do tego typu transmisji można użyć istniejącą sieć telefoniczną. Zadaniem modemu jest zamiana (modulacja) danych z komputera, z sygnału cyfrowego na postać nadającą się do transmisji za pomocą sieci telefonicznej. I vice versa ( demodulacja ), czyli przekształca dane z sieci telefonicznej na sygnał cyfrowy. Rozróżniamy dwa typy modemów:

• Wewnętrzne- w postaci typowej karty rozszerzającej. Obecnie standardem są modemy wkładane do złącza PCI. Do karty podłącza się siec telefoniczną.

• Zewnętrzne - w postaci typowej karty urządzenia elektronicznego, które się podłącza za pomocą kabla do prądu komputerowego. Obecnie standardem są modemy podłączane przez port USB. Takie urządzenia podłącza się również do sieci telefonicznej.

Urządzenia zewnętrzne- do najpopularniejszych urządzeń zewnętrznych należą:

• Monitor-Podstawowym urządzeniem, za pomocą, którego otrzymujemy informacje z komputera jest monitor. Jest on połączony z kartą graficzną. Monitory dzielimy na dwie podstawowe grupy: monochromatyczne (obecnie nie produkowane i właściwie nieużywane ze względu na kiepską jakość grafiki) i kolorowe. Każdy monitor może pracować w tzn. trybie tekstowym (obraz może składać się z 50 linii poziomych, po 80 znaków w każdej linii, przykładem programu, który pracuje w trybie tekstowym jest stary system operacyjny MS-DOS) lub w trybie graficznym (obraz składa się z pikseli, np. 1024 linii po 760 pikseli w każdej linii). Jakość obrazu w trybie graficznym zależy od rozdzielczości wyświetlanego obrazu. Pod względem przekątnej ekranu monitora, określanej w celach, monitory dzielimy na 14-, 150, 17-, 19- i 21-calowe (monitory monochromatyczne są wykonywane tylko jako 14-calowe). Podstawowym parametrem monitora jest tzw. wielkość plamki, która określa odległość miedzy dwoma pikselami na ekranie. Im mniejsza większość plamki, tym lepsza jakość obrazu. Obecnie najpopularniejsze są monitory z plamką o wielkości 0,15 mm i 0,28 mm. Ważnym parametrem jest również częstotliwość oświetlenia ekranu oraz maksymalna rozdzielczość. Maksymalna rozdzielczość monitorów 15-, 17- i 19-calowych powinna być przynajmniej równa 1280x 1024 pikseli. Szczególną odmianą są monitory ciekłokrystaliczne LCD (ang. Liquid Crystal Display), Które dzięki zastosowanej technologii posiadają o wiele mniejsze wymiary grubości, mając jednocześnie tę samą wielkość ekranu jak monitory kineskopowe. Ponadto dzięki płaskim ekranom zastosowanych w tych monitorach nie występują zniekształcenia geometryczne obserwowane w normalnych monitorach. Monitory te nie emitują praktycznie żadnego szkodliwego promienia oraz nie niszczą oczu.

• Klawiatura (ang. keyboard) - urządzenie pozwalające za pomocą klawiszy wprowadzenie informacji i poleceń do komputera. Składa się z bloku podstawowego klawiszy (litery, cyfry, znaki interpunkcji, spacja, shift, ctrl i inne podstawowe klawisze), bloku funkcyjnego (F1-F12 ) , bloku specjalnego (insert, home, PageUp itp.), bloku kursora, bloku numerycznego (ten po prawej stronie, tworzą go klawisze ułożone razem w osobny prostokąt na klawiaturze).

• 
  Mysz (ang. mouse)- urządzenie, które pozwala obsługiwać nowoczesne programy za pomocą ruchów myszy i wciskania przycisków. Mysz posiada do trzech przycisków oraz może posiadać rolę, która przydaje się do przewijania długich tekstów wyświetlanych na monitorze.

• Drukarka (ang. printer) - urządzenie, które pozwala na wydrukowanie danych z komputera na papier lub folię. Drukarkę podłącza się za pomocą portu równoległego lub obecnie popularniejszego USB. Istnieją trzy typy drukarek:

• Drukarka igłowa (ang. dot matrx sprinter) - jej działanie jest oparte na głowicy 9- lub 24- igłowej. Igły głowicy, uderzając taśmę barwiącą, pozostawiają ślad na papierze. W ten sposób tworzony jest znak, który składa się z wielu drobnych punktów.

• Drukarka atramentowa (ang. inkjet printer) - jej działanie opiera się na wytryskiwaniu rozgrzanego atramentu pod ciśnieniem z mikroskopijnej wielkości dysz na papier. Urządzenie zawierające dysze nazywa się głowicą. Drukarki tego typu umożliwiają drukowanie czarno-białe (czarny atrament) oraz kolorowy (atrament w trzech podstawowych kolorach: turkusowym, karmazynowym i żółtym). Drukowanie w kolorze polega na mieszaniu trzech wspomnianych kolorów atramentu. Drukarki atramentowe ze względu na niską cenę i wysoką jakość druku są najpopularniejszą grupą drukarek do użytku domowego.

• Drukarka laserowa (ang. laser printer)- to najwyższej jakości urządzenie do drukowania. Zasada działania tego typu drukarki jest następująca: laser półprzewodnikowy oświetla wybrane miejsca naładowanej ładunkiem powierzchni światłoczułej obracającego się bębna drukarki. Naładowane miejsca przyciągają toner, który dzięki siłom elektrostatycznego przyciągania jest nanoszony na przesuwający się pod bębnem papier naładowany odwrotnie. Toner wprasowywany jest przez rolki nagrzane do około 200⁰C. Jego reszta jest usuwana z bębna do pojemnika połączonego zwykle z kasetą, która zawiera toner.

• Skaner (ang. scanner)- urządzenie umożliwiające wprowadzenie do komputera grafiki lub tekstu prosto z kartki papieru. Dzięki zamianie skanowanej płaszczyzny na postać cyfrową możliwe jest przechowywanie obrazu na dysku twardym.

Odbudowa - wszystkie urządzenia wewnętrzne komputera są umieszczone w obudowie . Wyróżniamy dwa typy obudowy:

• Deskop - obudowa komputera, która charakteryzuje się poziomym ustawieniem. Na tej obudowie zazwyczaj stawiany jest monitor.

• Tower - obudowa komputera, która charakteryzuje się pionowym ustawieniem. W zależności od wielości wyróżniamy obudowy: minitower, miditower, bigitower.

Literatura :

• M. Sławiak, A. Bremer, „Elementy Informatyki”

• Z. Płoski, „Słownik Encyklopedyczny - Informatyka”

1

---