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 Monitor
Pamięć operacyjna
Mysz Drukarka
Skaner Ploter
Joystick Głośnik
Modem Modem
Procesor
Karta sieciowa Karta sieciowa
Urządzenia wejściowe Jednostka centralna 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, dz
więkowa, 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 fotolitografii1
szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od
zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów.
Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedz
).
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.)
- MTBF1.
Pojemność dysków wynosi od 5 MB (przez 10MB, 20MB i 40MB  dyski MFM w komputerach klasy
XT 808x i 286) do 2 TB2 (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 paz
dzierniku 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 = 1012)
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 dz
więkowa (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 NVIDIA GeForce GTX580
Karta graficzna AMD Radeon 6990
Karta dz
więkowa
Karta dz
więkowa, zwana też kartą muzyczną, jest to karta rozszerzeń
umożliwiająca pracę z dz
więkiem na komputerze. Dzięki nim można zarówno
odtwarzać dz
więk, jak i tworzyć pliki dz
więkowe. Do karty dz
więkowej podłącza
się takie urządzenia jak głośniki, wzmacniacz czy mikrofon bądz
urządzenie
MIDI (np. syntezator).
Parametry techniczne kart dz
więkowych:
- liczba kanałów (2-8)
- rodzaj (wewnętrzna, zewnętrzna)
- interfejs (pci,usb,pci-express)
- technologie (EAX ADVANCED HD 3.0 podnosi jakość dz
więku w grach, CMSS
przetwarza sygnał stereo na dz
więk przestrzenny 7.1, CRYSTALVOICE tłumienie
echa, fokus oraz aktywną redukcję szumów, TRUSTUDIO PRO umożliwiająca
odtwarzanie dz
więku nad, pod i wokół gracza)
- złącza (wyjścia głośnikowe i słuchawkowe, wejście liniowe, wejście mikrofonowe,
wyjście optyczne - umożliwiające podłączenie do kina domowego)
Karta dz
więkowa
Karta dz
więkowa wewnętrzna Creative Sound Blaster Recon3D
Karta dz
więkowa zewnętrzna Creative Sound Blaster Recon3D na USB
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
Karta LAN TP-Link TL-TG3269
Bezprzewodowa karta sieciowa PENTAGRAM horNET Wi-Fi PCI
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
y
ródło
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