Budowa komputera

Budowa komputera
Wnętrze komputera: Urządzenia zewnętrzne:
1 płyta główna 11 monitor
2 procesor 12 drukarka
3 pamięć 13 skaner
4 porty komputera 14 klawiatura
5 karta graficzna 15 mysz
6 karta dźwiękowa
7 modem
8 dysk twardy
9 napęd dyskietek
10 napęd CD-ROM


1. Płyta główna jest podstawowym urządzeniem komputera. Znajduje się na niej: gniazdo procesora, gniazda rozszerzające, złącza dla modułów pamięci, sterowniki napędów dyskietek i dysków twardych, porty oraz układ pamięci ROM. W zależności od typu płyty znajdują się na niej określonego typu gniazda rozszerzenia ISA, PCI i AGP, w których montowane są karty rozszerzeń. Płyta główna jest nierozerwalnie związana z procesorem. O wydajności płyty głównej decyduje zainstalowany na niej układ zwany chipsetem. Steruje on przepływem informacji pomiędzy procesorem a umieszczonymi na płycie innymi podzespołami. Niezależnym od procesora standardem konstrukcyjnym płyt głównych jest standard ATX. Jego podstawową cechą jest zintegrowany na płycie interfejs portów: klawiatury, myszki, drukarki itp. Istnieje także standard AT, który jest coraz mniej popularny. W tym przypadku wszystkie porty umieszczone na płycie są łączone z odpowiednimi gniazdami, które są mocowane na tzw. śledziach, a te z kolei są przykręcane do obudowy komputera.
2. Procesor to układ scalony zawierający jednostkę centralną komputera (CPU - Central Processing Unit), który jest podstawowym elementem każdego komputera. Jego zadaniem jest wykonywanie zadań na podstawie instrukcji otrzymywanych od wykonywanych programów. Podstawowym parametrem mikroprocesora jest zegar, który określa, z jaką częstotliwością mikroprocesor przetwarza dane. Częstotliwość zegara jest podawana w MHz lub GHz (megahercach lub gigahercach). Najszybsze z procesorów przekroczyły już barierę 2 GHz. Rynek procesorów zmienia się bardzo szybko i przynajmniej raz do roku pojawia się całkowicie nowy produkt, który generuje nową klasę komputerów. Dany typ procesora współpracuje z określonym typem płyt głównych. W chwili obecnej najpopularniejszą grupą procesorów są układy firmy Intel: Pentium III, Pentium 4 i Celeron II oraz układy firmy AMD: Athlon Thunderbird i Duron. W zależności od typu układu inna jest lista rozkazów, które procesor może wykonać. W przypadku bardziej wydajnych komputerów, montuje się w nich kilka procesorów.
3. Pamięć w komputerze służy do przechowywania informacji. Rozróżniamy tzw. pamięć stałą (np. pamięć ROM) oraz pamięć ulotną (np. pamięć operacyjna RAM). Pamięć ROM (Read Only Memory) nazywana jest także pamięcią nieulotną. Zachowuje ona swoją zawartość także w czasie wyłączenia komputera. Jest to możliwe dzięki odpowiedniemu podtrzymaniu napięcia przez baterię. Pamięć ta jest zbudowana na układzie scalonym umieszczonym na płycie głównej komputera i służy do przechowywania programów w postaci tzw. BIOS-u komputera. Pamięć RAM (Random Access Memory) nazywana jest pamięcią o dostępie swobodnym lub pamięcią operacyjną. Jest ona niezbędna w komputerze do szybkiej wymiany danych. Zarządzaniem pamięcią zajmuje się obecny w komputerze system operacyjny. Pamięć RAM jest także określana jako pamięć ulotna, ponieważ jej zawartość zanika w przypadku wyłączenia komputera lub jego restartu. Obecnie najpopularniejsze są pamięci SDRAM w postaci 168 pinowych układów na złączu typu DIMM. Podstawowym parametrem układów pamięci RAM jest tzw. czas dostępu do informacji. W obecnie dostępnych pamięciach czas ten wynosi 8, 7 i 5 nanosekund. Nowszym rodzajem pamięci operacyjnej są pamięci DDRAM.
4. Komputer korzysta z licznych urządzeń zewnętrznych typu: klawiatura, mysz, drukarka itd. W celu umożliwienia połączenia komputera z tymi urządzeniami posiada on złącze nazywane portem. Port to złącze w komputerze umożliwiające podłączenie urządzeń zewnętrznych. W przypadku komputerów klasy IBM PC rozróżniamy porty szeregowe i równoległe. Porty szeregowe oznaczane są w zależności od ich liczby, odpowiednio COM1, COM2 itd. Dla odmiany porty równoległe są oznaczane LPT1, LPT2, itd. Zasadnicza różnica pomiędzy nimi polega na ich wyglądzie oraz sposobie kodowania przesyłanych sygnałów (prędkości transmisji). W przypadku płyt nowej generacji mamy do czynienia z tzw. portem USB (Universal Serial Bus). Pozwala on dołączyć do komputera urządzenia peryferyjne, np. drukarkę, skaner, mysz itd. Tym samym może on z powodzeniem zastępować port szeregowy i równoległy, zapewniając jednocześnie większą szybkość transferu danych. Urządzenia łączone z komputerem za pomocą portów nazywane są popularnie urządzeniami peryferyjnymi. Przykładem połączenia przez port szeregowy, np. COM1, jest połączenie myszki z komputerem, natomiast przez port równoległy, np. LPT1, możemy połączyć z komputerem drukarkę.
5. Karta graficzna umożliwia przetwarzanie obrazu oraz zapewnia współpracę komputera z monitorem. Do niedawna istniały dwie grupy kart graficznych: karty grafiki obsługujące typowe aplikacje oraz karty posiadające tzw. akcelerator grafiki 3D (wykorzystywany w grach oraz zastosowaniach multimedialnych). Wówczas w komputerze instalowano dwie karty. Obecnie najpopularniejsze są karty posiadające standardowo akcelerator grafiki 3D. Większość nowoczesnych kart grafiki jest obecnie przeznaczona do współpracy z gniazdem rozszerzającym typu AGP. Podstawowym parametrem każdej karty grafiki jest ilość zainstalowanej na niej pamięci. W pamięci karty przechowywana jest informacja niezbędna do utworzenia obrazu. Dlatego też, w zależności od ilości pamięci na karcie, różna może być tzw. paleta kolorów (color palette), w jakiej obraz jest wyświetlany na ekranie. Kolor każdego wyświetlanego punktu opisywany jest pewną ilością bitów. W zależności od liczby bitów, opisującej kolor punktu na ekranie, może on być wyświetlany np. w palecie 65,5 tysięcy kolorów (216 bitów - High Color) czy 16,8 milionów kolorów (224 - True Color).
6. Karta dźwiękowa to specjalna karta rozszerzenia, której zadaniem jest odtwarzanie i nagrywanie plików dźwiękowych. Umożliwia ona także zrealizowanie połączenia z elektronicznymi urządzeniami muzycznymi poprzez tzw. złącze MIDI. W przeciwieństwie do karty graficznej, karta dźwiękowa jest dodatkową kartą rozszerzającą w komputerze. Jest ona jednak niezbędna w przypadku, gdy komputer ma być używany do gier lub programów multimedialnych. Obecnie standardem wśród kart dźwiękowych w komputerach klasy IBM PC jest karta Sound Blaster (firmy Creative Labs). Karty dźwiękowe posiadają wejścia i wyjścia audio, które dzięki dołączonemu oprogramowaniu umożliwiają korzystanie z innych zewnętrznych urządzeń muzycznych. Podstawowym parametrem karty dźwiękowej jest częstotliwość próbkowania (sampling rate), która określa, ile razy w czasie sekundy są wysyłane lub pobierane dane do odtwarzania. Im wyższa jest częstotliwość próbkowania, tym wyższa jakość nagrywanego dźwięku. Popularne karty dźwiękowe obecne na rynku posiadają częstotliwość próbkowania 44,1 lub 48 kHz (a nawet 55 kHz).
7. Modem służy do przekazywania informacji w postaci cyfrowej, odbierania jej i wysyłania. Obecnie jednym z najpopularniejszych jego zadań jest łączenie się z komputerów domowych z Internetem, nie jest to jednak jedyna rzecz, jaką potrafi robić. Najważniejszym parametrem, jakim charakteryzuje się modem, jest szybkość przesyłania danych cyfrowych i szybkość wysyłania faksów. Współczesne modemy potrafią wymieniać dane z szybkością 56 Kb/s (w standardach x2 lub K56Flex), a wysyłać faksy z szybkością 14,4 Kb/s. Wiele jednak zależy od jakości linii telefonicznej: gdy podczas połączenia pojawią się zakłócenia, szybkość transmisji spada. Im szybszy jest modem, tym jest droższy, ale szybszy modem oszczędza rachunki telefoniczne, ponieważ pozwala ściągnąć potrzebny ci plik w krótszym czasie. Modemy nowszych typów używają protokołów kontroli błędów, co pozwala poradzić sobie z usterkami na linii i kompresji danych, dzięki której niektóre typy informacji mogą być przesyłane nawet szybciej, niż wskazywałaby na to maksymalna szybkość danego modemu. Oprócz modemów podłączanych do zwykłych linii telefonicznych istnieją także modemy ISDN, działające na cyfrowych liniach ISDN. Pozwalają one na łączenie się z szybkością 64 KB/s albo - gdy zostaną połączone w pary - z szybkością 128 Kb/s. Innymi, rzadziej jeszcze używanymi modemami, są modemy telewizji kablowej pozwalające na połączenie komputera z siecią telewizji kablowej, a przez nią - z Internetem.
8. Dysk twardy jest to urządzenie którego nie widać, ale jest bardzo ważne w systemie komputerowym. Zapisuje się na nim programy, system operacyjny i dane aplikacji. To właśnie na nim zapisujemy edytowane dokumenty, ulubione pliki mp3 i sam system MS Windows. Jest to więc element ważny i trzeba go starannie wybrać. Ważnym kryterium wyboru jest pojemność wyrażana w gigabajtach (GB). Dyski obecnie dostępne są już bardzo pojemne i przekraczają 200 GB. Spowodowane jest to coraz większym zapotrzebowaniem programów takich jak gry czy programy edukacyjne. Dla kogoś kto będzie tylko pracował wystarczy najmniejszy dostępny dysk, jednak nie należy przesadzać, ponieważ różnice w cenach są na tyle niewielkie, że czasem nie warto oszczędzać. Szybkość dysków w domu ma znaczenie drugorzędne, choć oczywiście im szybszy, tym lepiej. Ważniejsze jest wybranie marki i producenta. Dobre firmy oferują dyski o długiej gwarancji (nawet 5 lat), co oznacza małą awaryjność. Trzeba pamiętać, że utrata dysku jest często boleśniejsza niż zepsucie procesora. Możemy stracić wszystkie dane i programy, które z takim mozołem gromadziliśmy. Dyski twarde nożna z grubsza podzielić na dwie grupy: ATAPI i SCSI. Różnica polega na typie interfejsu za pomocą którego dysk komunikuje się z jednostką centralną. Dyski SCSI są szybsze od ATAPI, ale obecnie ta różnica nie jest już tak duża jak niegdyś. Domowy użytkownik powinien raczej kupić dysk ATAPI, ponieważ sprawia mniej kłopotów podczas instalacji. Pojawiły się nowe typy dysków: FireWire i USB. Pierwsze są bardzo szybkie i bardzo drogie i są przeznaczone dla profesjonalistów. Drugie są ciekawym uzupełnieniem domowego zestawu komputerowego, ponieważ są to dyski zewnętrzne, więc można je łatwo odłączyć i przenieść do innego komputera. Użycie w nich łącza typu USB bardzo upraszcza tą procedurę.
9. Do odczytu i zapisu danych z dysku przez komputer stosuje się urządzenie nazywane napędem dysków elastycznych. Podstawowym elementem są głowice zapisująco - odczytujące, przemieszczające się między ścieżkami na specjalnym wózku, poruszanym silnikiem krokowym. W celu odczytania danych na ścieżce, realizowany jest obrót nośnika wokół jego środka przez silnik sprzężony z nośnikiem, obracający się z prędkością 300 obr/min dla HD lub 360 obr/min dla DD. Ważne jest aby prędkość obrotowa była stała, ponieważ jej zmiany mogą powodować błędy w zapisie lub odczycie danych. Kolejnym elementem jest mechanizm odpowiedzialny za umieszczenie i wyciąganie dysku, pozwalający na ułożenie dyskietki we właściwej pozycji. Można wyróżnić brak czujników mechanicznych lub (i) optycznych, odpowiadających za prawidłową obsługę nośnika. Czujniki te realizują nast. funkcje: czujnik zabezpieczenia przed zapisem; obecności dyskietek; identyfikacji początku ścieżki. Wszystkimi elementami napędu zarządza elektroniczny układ sterowania. Jego zadanie polega na sterowaniu silnikami, sprawdzaniu stanów czujników oraz na generowaniu i odbieraniu impulsów przemagnesowania nośnika dla i z głowic.
10. Odczyt danych z płyt CD-ROM odbywa się za pomocą odpowiedniego urządzenia, zwanego napędem CD-ROM. W celu zapisania danych na dysku CD należy komputer doposażyć w urządzenie zwane nagrywarką (wypalarką). Zapis odbywa się na specjalnie do tego celu przygotowanych płytach, które posiadają oznaczenie CD-R. Szczególną odmianą są dyski CD-RW (Compact Disk Re-Writable), na których istnieje możliwość wielokrotnego zapisu danych. Ważnym parametrem napędu CD jest, podobnie jak w przypadku dysków, średni czas dostępu, który w obecnie sprzedawanych modelach jest krótszy niż 80 milisekund. Innym istotnym parametrem jest prędkość odtwarzania napędu. Im wyższa prędkość odtwarzania, tym większy transfer danych. Nowoczesne napędy CD osiągają 48-, a nawet 52-krotną prędkość odtwarzania (1-krotna prędkość odtwarzania to transfer danych rzędu 150 kB/s). Napędy CD-ROM umożliwiają odczyt danych z płyt CD zawierających dane komputerowe, jak i płyt CD z muzyką.
11. Monitor, jeden z podstawowych komponentów zestawu komputerowego. Jest on podłączony do karty graficznej komputera. Jego zadaniem jest wyświetlanie obrazów (tekstu) będących wynikiem pracy komputera. Podstawowym parametrem monitora jest wielkość jego ekranu, określana przez długość przekątnej (obecnie najczęściej 15 bądź 17 cali). Monitory komputerowe są wyposażone są w kineskop i monitory ciekłokrystaliczne. Oglądany przez nas na ekranie ruchomy bądź nieruchomy obraz składa się z wyświetlanych wiersz po wierszu pojedynczych "klatek", które są emitowane wiele razy w ciągu sekundy. Aby oko ludzkie miało wrażenie, że obraz zmienia się w sposób płynny, wystarczy nadawać poszczególne klatki z częstotliwością już około 24 zdjęć na sekundę, co doskonale zdaje egzamin w kinematografii. Ze względu na różnice w sposobie wyświetlania (m.in. chodzi o zwiększoną jasność) nowoczesne monitory odświeżają ekran w tempie od 60 herców (dopiero dzięki temu mogą zapewnić stabilny obraz). Brak migotania uzyskamy przy jeszcze wyższych częstotliwościach.
12. Drukarka to urządzenie, które pobiera dane z komputera i drukuje je na papierze lub folii. Trzy najpopularniejsze typy drukarek to: drukarki igłowe, atramentowe i laserowe. Podstawowym parametrem drukarki jest rozdzielczość wydruku. Określamy ją w punktach na cal. Im wyższa rozdzielczość drukarki, tym lepszej jakości otrzymujemy wydruk. Obecnie większość drukarek atramentowych i laserowych zapewnia drukowanie z rozdzielczością 1200 dpi. Działanie drukarki igłowej jest oparte na głowicy 9- lub 24-igłowej. Igły głowicy, uderzając w taśmę barwiącą, pozostawiają ślad na papierze. Drukarka atramentowa działa na zasadzie wtryskiwania rozgrzanego atramentu pod ciśnieniem z szeregu mikroskopijnej wielkości dysz na papier. Urządzenie zawierające dysze nazywa się głowicą. Drukarki tego typu umożliwiają druk czarno-biały (czarny atrament) oraz kolorowy (atrament w trzech podstawowych kolorach: turkusowym, karmazynowym i żółtym). Drukarka laserowa to najwyższej jakości urządzenie drukujące. Jej zasada działania opiera się na laserze oświetlającym wybrane miejsca powierzchni światłoczułej obracającego się bębna drukarki. Naładowane miejsca przyciągają toner, który dzięki siłom przyciągania elektrostatycznego jest nanoszony na przesuwający się pod bębnem papier.
13. Wczytywanie do komputera tekstów, ilustracji, fotografii, itp. jest możliwe dzięki urządzeniom zewnętrznym zwanym skanerami. Skaner to urządzenie umożliwiające wprowadzenie do komputera grafiki i tekstu. Dzięki zamianie skanowanej płaszczyzny na postać cyfrową może ona zostać wyświetlona na ekranie monitora i zapisana na dysku w odpowiednim formacie oraz może zostać poddana komputerowej obróbce. Skanery dzielimy na dwie podstawowe grupy: ręczne (np. czytniki kodów paskowych) oraz stacjonarne. Najpopularniejszym typem skanerów są skanery stacjonarne płaskie, które umożliwiają skanowanie dokumentów o formacie A3 lub A4 i ich pochodnych. Są one podłączane do komputerów przez port równoległy, uniwersalną magistralę szeregową lub sterownik SCSI.
14. Klawiatura to peryferyjne urządzenie wejścia, umożliwiające wprowadzanie danych do komputera. Najpopularniejszą grupą klawiatur wśród użytkownikó komputerów klasy IBM PC są klawiatury zawierające 104 klawisze standardowe i dodatkowo trzy klawisze ułatwiające obsługę niektórych funkcji systemu Windows i aplikacji pod nim pracujących. W typowych klawiaturach możemy wyróżnić blok podstawowy, tworzony głównie przez klawisze służące do pisana tekstów, blok funkcyjny (klawisze F1...F12), blok specjalny (m.in. klawisz Print Screen, Scroll Lock, Insert, Delete), blok kursora zawierający klawisze ruchu kursora, blok numeryczny pozwalający na szybkie wprowadzanie danych liczbowych. Rosnącą popularnością wśród użytkowników cieszą się klawiatury multimedialne, wyposażone w dodatkowe narzedzia ułatwiające obsługę programów mulimedialnych (np. regulację głośności, przewijanie ekranów itp. Oddzielną grupą klawiatur są klawiatury typu Microsoft Natural Keyboard (oraz ich klony). Ich niezwykły kształt sprawia, że podczas pisania ramiona, nadgarstki oraz dłonie osoby pracującej przy komputerze ułożone są w taki sposób, aby zminimalizować zmęczenie.
15. Mysz to urządzenie połączone z komputerem za pomocą kabla lub łączy optoelektronicznych. W przypadku komputerów klasy IBM PC myszka wyposażona jest w dwa lub trzy przyciski, przy czym wykorzystywane są tylko dwa skrajne. Zasada posługiwania się klasyczną myszką polega na przesuwaniu jej po płaszczyźnie w postaci podkładki (mouse pad) i wprawianiu w ruch umieszczonej na jej spodzie kulki. Ruch kulki jest przekazywany do odpowiednich przetworników mechaniczno-optycznych. Generowane za pomocą przetworników sygnały elektryczne są przetwarzane w komputerze na ruch tzw. wskaźnika myszy. Za jego pomocą wskazujemy na ekranie dany obiekt i wykonujemy określoną operację, naciskając lewy lub prawy przycisk myszki. Mysz jest podstawowym urządzeniem komunikacyjnym w systemie Windows. Na innej zasadzie działa mysz optyczna. Wykorzystuje się tutaj zasadę odbijania światła emitowanego przez myszkę w czasie jej ruchu po specjalnej podkładce.