В современный компьютер заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Компьютер не является единым неразъемным устройством и дает возможность его сборки из независимо изготовленных частей подобно детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил, в частности, успех, персональному компьютеру.
На основной электронной плате компьютера (системной или материнской) размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации (вычисления). Схемы, управляющие всеми устройствами компьютера – монитором, дисками, принтером и т.д., реализованы на отдельных платах, которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате - слоты. В последнее время появилась тенденция размещать контроллеры дисков, последовательных и параллельных портов (иногда и видеоадаптеры) непосредственно на материнской плате. Ко всем этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий металлический или пластмассовый корпус - системный блок.
Компьютер должен иметь следующие устройства:
- арифметико – логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;
- устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;
- запоминающее устройство (ЗУ), или память для хранения программ и данных;
- внешние устройства для ввода–вывода информации.
Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или конструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.
Обычно персональные компьютеры состоят из трех основных блоков. Это системный блок, монитор и клавиатура. Кроме того, абсолютное большинство современных компьютеров оснащены также манипулятором типа «мышь».
Системный блок является самой главной частью компьютера: в нем расположены следующие основные узлы:
- электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
- накопители (дисководы, приводы) для гибких магнитных дисков;
- накопитель на жестком магнитном диске;
- проигрыватель компакт-дисков;
- блок питания, преобразующий переменное сетевое напряжение в ряд постоянных, необходимых для работы электронных схем компьютера;
- прочие устройства, которые могут быть подключены к компьютеру.
Существуют низкопрофильные настольные (slim) системные блоки, башни (mini, midi и bigtower).
Материнская плата - своеобразная база компьютера, на основе которой можно получить десятки и сотни вариантов ЭВМ, наилучшим образом приспособленных для того или иного рода работ. Если материнская плата продается отдельно, то она не комплектуется ни процессором, ни оперативной, ни кэш-памятью. Типы этих устройств обычно задаются в достаточно широких пределах, и пользователь сам может выбрать для себя оптимальную конфигурацию.
Материнская плата — основная плата компьютера. На ней размещаются:
¾ процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
¾ микропроцессорный комплект (чипсет) — набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
¾ шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
¾ оперативная память (ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
¾ ПЗУ — микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
¾ слоты — разъемы для подключения дополнительных устройств.
Дисководы для дискет, компакт-дисков и прочих устройств внешней памяти. Чаще всего используется следующий набор: приводы для дискет 3,5", 5,25", CD ROM. Иногда встраиваются: стример, CD-recorder и ziр-дисковод.
В разъемы системной шины материнской платы встраиваются контроллеры различных устройств (монитора, CD-ROM и т.д.).
Разъемы для внешних устройств выводятся на заднюю панель системного блока. Примечательно, что они сделаны так, что при подключении этих устройств что-либо перепутать просто невозможно.
На лицевой панели обычно выведены отсеки для приводов внешних запоминающих устройств, кнопки пуска, перезагрузки и турбо (повышение тактовой частоты процессора), светодиодные индикаторы питания и жесткого диска, а также (не всегда) цифровой индикатор тактовой частоты установленного процессора.
Звуковая карта — подключается к одному из слотов материнской платы и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи музыки. Основным параметром является разрядность (количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой формы в цифровую и наоборот).
Как правило, звуковые карты обеспечивают возможность как цифро-аналогового, так и обратного преобразования звуковых колебаний, а также позволяют создавать некоторые звуковые эффекты.
Видеокарта — отдельная дочерняя плата, которая вставляется в один из слотов материнской платы, и выполняет функции видеоконтроллера, видеопроцессора, видеопамяти. Основные параметры: разрешение экрана (количество точек изображения на экране), цветовое разрешение (количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана).
Монитор — устройство визуального представления данных. Его основными потребительскими параметрами являются: размер, шаг маски экрана (расстояние между отверстиями в маске), максимальная частота регенерации изображения (сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение), класс защиты (определяется стандартом, которому соответствует монитор, с точки зрения требований техники безопасности). Монитор (дисплей) компьютера IBM РС предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации.
Мониторы обладают высокой разрешающей способностью, которая обеспечивается очень малыми размерами зерна (0,25 мм не предел), а также большим их числом. Кроме того, большое значение имеет и диагональ монитора. Для сложных чертежей и графического дизайна используются в основном мониторы с диагональю трубки до 17" и более.
Большое значение имеет частота развертки монитора. Монитор отображает получаемый сигнал построчно, выводя один ряд точек за другим. Частота смены строк называется частотой горизонтальной развертки. Она важна в основном для видеоконтроллера.
Частота управляющих сигналов, указывающих на необходимость перейти к новому кадру, называется частотой кадровой развертки. Она важна не только для компьютера, но и для пользователя. При малой частоте смены кадров пользователь видит своеобразное мерцание экрана, что негативно влияет на зрение. Только при частоте кадровой развертки, равной или превышающей 75-80 Гц, это мерцание пропадает.
Клавиатура предназначена для ввода информации в компьютер. В настоящее время она является основным инструментом ввода алфавитно-цифровой информации, так как голосовой ввод еще недостаточно совершенен. Наиболее популярны клавиатуры со 101 или 102 клавишами, но иногда используют клавиатуры с большим или меньшим числом клавиш. Каждая клавиша представляет собой кнопку переключателя. Содержащаяся в клавиатуре микросхема отслеживает состояние этих переключателей и посылает соответствующие импульсы в BIOS компьютера. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах, и может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним и верхним регистрами выполняется с помощью клавиши {SHIFT}. При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу {CAPSLOCK}.
Схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными клавишами называют раскладками клавиатуры. ({Alt+Shift}, {Ctrl+Shift} — сменить раскладку)
{ALT}, {CTRL} — регистровые клавиши, их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд.
{ESC} — отказ от исполнения последней введенной команды.
{BACKSPACE} — удаление символа слева от курсора
{DELETE} — удаление символа справа от курсора
{PRINT SCREEN} — печать текущего состояния экрана на принтере или сохранение в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена.
{PAUSE/BREAK} —приостановка/прерывание текущего процесса.
{PAGE UP/PAGE DOWN} — перевод курсора на одну страницу вверх или вниз.
{HOME} — перевод курсора в начало строки
{END} — перевод курсора в конец строки
{INSERT}— переключение между режимами вставки и замены символов.
{NUM LOCK} — включение/отключение цифровой клавиатуры
Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Четыре клавиши со стрелками, выполняющие смещение курсора в направлении, указанном стрелкой, называются клавишами управления курсором.
Микропроцессор - важнейшая часть любого компьютера. Он производит обработку информации, обеспечивает все необходимые вычисления. Это достаточно большая микросхема, габариты которой, впрочем, обусловлены больше необходимостью эффективного охлаждения, чем размерами кристалла. В компьютерах IBM РС и совместимых используются, как правило, микропроцессоры фирм Intel, AMD, Cyrix и т.д., каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Важнейшим показателем микропроцессора является его тактовая частота, т.е. количество элементарных операций в секунду. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора.
Процессор — основная микросхема, конструктивно состоит из ячеек, называемых регистрами (данные посылаются в регистры и рассматриваются как команды, управляющие обработкой в других регистрах, то есть идет обработка данных).