Budowa i działanie komputera

Dodał: Mario dnia 24.02.2007 18:56:38.
Ostatnia modyfikacja: 24.02.2007 19:04:07.

Nie wiesz jak działa komputer i z czego jest zbudowany? Niniejszy artykuł w skrócie opisuje budowę i działanie komputera PC. Wymienione są w nim podstawowe informacje o podstawowych urządzeniach (podzespołach).

I Działanie komputera
Komputer to skomplikowane urządzenie służące do przetwarzania informacji. Z procesem tego rodzaju spotykamy się na każdym kroku. Przetwornikiem informacji u człowieka jest mózg. Do przetwarzania informacji służy wiele różnych urządzeń, np. kasa w sklepie, bankomat. 
Każde z nich działa według pewnego schematu postępowania – algorytmu:
1. Wprowadzamy dane wejściowe (np. ceny poszczególnych towarów; kwotę, którą chcemy pobrać).
2. Informacje te są przetwarzane (w ukł. elektronicznych i mechanicznych kasy, bankomatu).
3. Otrzymujemy dane wyjściowe (należność w kasie; pieniądze).

Algorytm
Algorytm to ciąg instrukcji, których wykonanie spowoduje przekształcenie danych wejściowych w wyjściowe.
Algorytm zostaje zapisany w postaci programu przez konstruktorów urządzenia. Program to ciąg rozkazów, z których każdy decyduje o wykonaniu jednej operacji elementarnej.
Urządzenia takie jak bankomat są skonstruowane w taki sposób, że mogą wykonywać tylko jeden program. Układy uniwersalne, które możemy programować, nazywamy procesorami. Urządzeniem spełniającym to założenie jest mikroprocesor komputera.

 

Komputer
Mikroprocesor to niepodzielny układ scalony, do którego wprowadzamy dane wejściowe i program ich przetwarzania, a otrzymujemy dane wyjściowe.

Procesor nie mógłby funkcjonować samodzielnie. Komputer musi przyjąć dane wejściowe i program, dokonać na nich operacji przetwarzania, a następnie wyprowadzić dane wyjściowe. Oprócz samego procesora potrzebne będą układy do wprowadzania i wyprowadzania danych oraz układy do przechowywania danych. Z tych elementów można już zbudować mikrokomputer.

Procesor przetwarza wprowadzone dane zgodnie z założonym programem.

Pamięć przechowuje program, dane, wyniki końcowe i cząstkowe. Wydzielono w niej dwa elementy: pamięć stałą (ROM) i pamięć operacyjną (RAM).
Z pamięci ROM procesor może wyłącznie czytać, nie może jednak wprowadzać do niej żadnych danych. Przechowuje się w niej, między innymi, wszystkie niezbędne dla procesora informacje.
Pamięć RAM przeznaczona jest do odczytu i zapisu. Wszystkie programy i dane są najpierw umieszczane w RAM, a stamtąd przekazywane do procesora. Układy wejścia/wyjścia (I/O – input - output) służą do komunikacji mikrokomputera z takimi urządzeniami jak: dysk twardy, klawiatura, mysz, monitor, drukarka, skaner, modem. Procesor, pamięć i układy wejścia/wyjścia połączone są za pomocą magistrali (szyn). W czasie każdej operacji wykonywanej przez mikrokomputer, po szynach przesyłane są dane (tj. wyniki działań), informacje dotyczące tego, jaka operacja ma zostać wykonana na tych danych oraz adresy miejsca w pamięci lub układu wejścia/wyjścia, w którym ma być wykonana określona operacja na danych. Jak komputer rozumie informacje?
Komputer może przetwarzać grafikę, tekst, muzykę, wykonywać skomplikowane działania matematyczne. Oczywiście, procesor nie przyjmuje informacji w postaci liter, czy nut, ale przetwarza liczby, za pomocą których informacje te zostały zapisane. Posługując się systemem dziesiętnym, dowolną liczbę można przedstawić za pomocą dziesięciu cyfr, od 0 do 9, np.:




Większość prostych urządzeń elektronicznych i mechanicznych (np. włącznik światła przyjmuje zazwyczaj jeden z dwóch stanów: włączony lub wyłączony. Tak też działają elementarne komórki komputera zapamiętujące informację. Rejestrują 2 stany – istnienie informacji/brak informacji. Dlatego wszystkie liczby przechowywane w pamięci, przetwarzane przez procesor i przesyłane po magistralach, są reprezentowane w postaci dwójkowej (1- informacja; 0 – brak informacji), np.


Bajt stanowi podstawową jednostkę miary wielkości zakodowanej informacji. W praktyce używa się jego wielokrotności: 1 KB = 1024 bajty,

1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.

II Budowa komputera – części i akcesoria komputerowe
Wnętrze komputera zaprojektowano tak, by poszczególne elementy łatwo można było wymieniać i rozbudowywać. Dzięki temu, chcąc pracować na lepszym komputerze, nie trzeba kupować nowego sprzętu – można tylko dołączyć albo wymienić niektóre elementy, na przykład pamięć lub dysk twardy. W tej „czarnej skrzynce” (obudowie), można zobaczyć wiele elementów; między innymi karty drukowane. Są to płytki z materiału nieprzewodzącego prądu, na które zostały naniesione miedziane ścieżki. Ścieżki są odpowiednikiem kabla – łączą układy elektroniczne umieszczane na kartach drukowanych. Układami tymi mogą być rezystory, kondensatory i inne proste elementy, a także obiekty znacznie bardziej skomplikowane: układy scalone – czarne kostki z wystającymi rzędami metalowych nóżek. Wnętrze układu scalonego mieści ogromną liczbę mikroskopijnych elementów elektronicznych, takich jak diody, tranzystory, rezystory, kondensatory. Wszystkie elementy znajdujące się wewnątrz obudowy komputera oraz klawiatura, monitor, myszka – to części komputerowe. Pozostałe elementy, takie jak drukarka czy skaner, stanowią uzupełnienie – można je określić jako akcesoria komputerowe.

Płyta główna
Płyta główna to najważniejsza w komputerze karta drukowana. Na niej znajduje się procesor i pamięć operacyjna. Do płyty głównej dołączane są wszelkie elementy zestawu komputerowego.

Płyta główna jest podzespołem komputera o największych wymiarach. Wizualnie jest największym elementem, który dostrzegamy po podniesieniu obudowy komputera, jest też jednym z najważniejszych elementów decydujących o szybkości komputera. Komputery standardu PC mają budowę modułową, czyli istnieje możliwość rozbudowy konfiguracji przez umieszczenie specjalnych kart rozszerzających w odpowiednich złączach, umieszczonych właśnie na płycie głównej.

Płyta główna dobierana jest w zależności od instalowanego na niej procesora, dlatego mówi się o „płycie dla Pentium” czy „płycie dla AMD”. Procesor
Procesor (CPU - centralna jednostka wykonawcza) to skomplikowany układ elektroniczny; układ scalony, którego działanie polega na wykonywaniu instrukcji programów. Nadzoruje on i synchronizuje prace wszystkich urządzeń w komputerze. Trzy parametry charakteryzujące procesor to klasa i jej odmiana oraz zegar. Za ich pomocą określa się szybkość pracy procesora, a więc i całego komputera. Pamięć operacyjna
Pamięć komputera decyduje o szybkości pracy różnych programów, a czasami także o tym, czy w ogóle będą one pracowały. Wielkość pamięci określa, ile informacji można w niej umieścić i jest ona liczona w megabajtach. Zazwyczaj instaluje się ją skokowo: 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB. Elementy pamięci zwykle w postaci kości DIMM, są umieszczane na płycie głównej. Drugim, obok pojemności, parametrem decydującym o pracy pamięci jest średni czas dostępu, czyli czas w jakim pamięć podaje informację żądaną przez procesor.

Dysk twardy
Dysk twardy służy do przechowywania programów i danych. Dyski twarde są na stałe zamontowane w środku komputera i rzadko się je wyjmuje. Można jednak zamontować dysk w specjalnej, wysuwanej kieszeni. Ułatwia to przenoszenie dużych ilości danych pomiędzy komputerami i ich ochronę. Najważniejszą cechą dysku jest jego pojemność, mierzona w megabajtach (MB) lub gigabajtach (GB). Średnia pojemność sprzedawanych dysków rośnie z roku na rok. Na dzień dzisiejszy wynosi ona 80 GB – 120 GB. Pojemność ta musi ciągle wzrastać, ponieważ programy komputerowe i pliki zajmują coraz więcej miejsca na dysku. O szybkości pracy dysku decyduje także inny parametr – średni czas dostępu, mierzony w milisekundach (ms). Im jest on krótszy, tym szybciej pracuje dysk. W komputerach osobistych montowane są z reguły dyski posiadające architekturę IDE lub jej nowszą odmianę EIDE. Tam gdzie istotna jest szybkość pracy lub bezpieczeństwo danych, czyli w komputerach grafików, inżynierów czy w serwerach sieciowych, stosuje się dyski w architekturze SCSI. Dysk SCSI porozumiewa się z komputerem za pomocą sterownika dysku, który jest oddzielną kartą drukowaną; dysk IDE nie potrzebuje takiego sterownika.

Karta graficzna i monitor
Karta graficzna – sterownik graficzny - steruje pracą monitora. Od jej rodzaju zależy to, czy możemy używać monitora monochromatycznego czy kolorowego, a także ilość dostępnych na ekranie kolorów i rozdzielczość. Monitor może pracować w jednym z dwóch trybów: tekstowym lub graficznym. W trybie tekstowym na ekranie mieści się standardowo 25 wierszy, a w każdym wierszu mieści się do 80 znaków. Tryb graficzny jest określony przez rozdzielczość i liczbę kolorów. Monitor służy do wyświetlania danych przetworzonych przez kartę graficzną. Ich najważniejszym parametrem jest wielkość, mierzona jako przekątna monitora i podawana w calach.

Modem
Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) jest to urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne lub (w bardzo starych modelach modemów) dźwięki i na odwrót, tak aby mogły być przesyłane i odbierane poprzez linię telefoniczną (a ostatnio także sieć telewizji kablowej lub połączenie radiowe). Jest częścią DCE (Data Communication Equipment), które w całości wykonuje opisane wyżej czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data Terminal Equipment) i to dopiero stanowi całość łącza przesyłania danych.

Stacje dysków, dyskietki, dysk CD-ROM
Do przenoszenia informacji między komputerami służą dyskietki i dyski CD-ROM.

a) Dyskietki i stacja dysków (FDD)
Można się spotkać z dwoma rodzajami dyskietek: o średnicy 5,25 cala oraz z powszechnie stosowanymi 3,5-calowymi. Na dyskietkach 5,25-calowych można przechowywać do 1,2 MB informacji. Dyskietki 3,5-calowe mają pojemność 1,44 MB. W środku opakowania dyskietki znajduje się krążek magnetyczny. To na nim, podobnie jak na taśmie magnetofonowej, zapisują się informacje. Dyskietki są odczytywane przez stacje dysków, odpowiednio 3,5 i 5,25-calowe. Stacje są schowane w obudowie komputera, użytkownik widzi tylko otwór, do którego wkłada dyskietkę. W starszych typach komputerów osobistych montowano tylko stacje 5,25 cala, później dwie stacje – 3,5 cala i 5,25. Dziś nowe komputery mają już tylko stacje 3,5-calowe.

b) Stacja dysków CD-ROM
Dysk CD-ROM na pierwszy rzut oka nie różni się niczym od dysku kompaktowego. Dysk CD-ROM zawiera jednak dane komputerowe, podobnie jak dyskietka lub twardy dysk, a nie muzykę, jak dysk CD. Podobnie jak dysk kompaktowy, dysk CD-ROM jest odczytywany przez promień lasera biegnący po jego powierzchni. Odbijający się promień lasera jest kierowany przez system pryzmatów i luster do fotodetektora, który rejestruje otrzymywane dane. Mechanizm stacji CD-ROM przetwarza te dane na zrozumiałe dla komputera informacje. Płyty CD-R\W mają pojemność kolejno 650 MB, 700 MB, 800 MB, 900 MB.

Klawiatura
Klawiatura komputera służy do wprowadzania danych i wydawania poleceń. Podzielona jest na cztery części: maszynową, edycyjną, kalkulatorową i funkcyjną.

Myszka
Myszka to urządzenie do sterowania położeniem kursora na ekranie i zatwierdzenia wybranych poleceń. Większość współczesnych programów praktycznie nie działa bez myszy.

Kontakt | Reklama | FAQ

Czcionki | Skrypty PHP | Komponenty