Связь компьютера с периферийными устройствами — Теоретические основы информационных процессов и систем

Связь компьютера с периферийными устройствами - Теоретические основы информационных процессов и систем Компьютер
Содержание
  1. Основные компоненты пк
  2. Системная плата
  3. Блок питания
  4. Центральный процессор
  5. 3g и 4g модемы
  6. Оперативная память
  7. Видеокарта
  8. Сетевая карта
  9. Звуковая карта
  10. Жесткий диск
  11. Оптический привод
  12. Bluetooth адаптер
  13. Flash память
  14. Usb hub
  15. Wi-fi адаптер
  16. Блок питания
  17. Веб-камера
  18. Видеокарта
  19. Внутреннее устройство компьютера
  20. Встроенные компоненты
  21. Графический планшет
  22. Джойстик
  23. Дисковод гибких дисков
  24. Дополнительные устройства
  25. Картридер
  26. Клавиатура
  27. Колонки и наушники
  28. Компоненты ноутбуков
  29. Компоненты системного блока
  30. Компоненты системного блока (вариант 2)
  31. Компьютерная мышь
  32. Корпус системного блока
  33. Материнская плата
  34. Микрофон
  35. Многофункциональное устройство (мфу)
  36. Монитор
  37. Накопители ssd и hdd
  38. Оперативная память
  39. Охлаждение процессора
  40. Пишущий дисковод
  41. Плоттер (графопостроитель)
  42. Подключение внешней периферии
  43. Принтер
  44. Проектор
  45. Производительность компьютера
  46. Процессор
  47. Расшифровка характеристик системного блока
  48. Связь компьютера с периферийными устройствами
  49. Сетевая карта
  50. Сканер
  51. Состав системного блока
  52. Типы периферийных устройств
  53. Устройства ввода
  54. Устройства захвата видео
  55. Устройство системного блока
  56. Факс-модем
  57. Форм-факторы
  58. Характеристики компонентов системного блока
  59. Устройства вывода
  60. Заключение
  61. Устройства ввода-вывода

Основные компоненты пк

Основными компонентами ПК являются следующие:

  1. Источник питания — устройство для преобразования переменного тока электро- сети в постоянный ток, требуемый для схем компьютера.
  2. Системная плата — самый главный компонент персонального компьютера, на котором размещены основные структуры, составляющие компьютерную систему.
  3. Дисководы — устройства массовой памяти, хранящие данные на протяжении длительного времени, даже когда система отключена от источника электроэнергии. К дисководам относятся приводы жестких дисков, приводы CD-ROM и DVD, приводы жестких дисков, а также приводы накопителей на магнитной ленте.
  4. Адаптерные платы — интерфейсные платы для расширения базовой системы, добавляющие дополнительные функциональности. В качестве примера распространенных адаптерных плат можно назвать адаптеры видеомонитора, внутренние модемы и сетевые платы.
  5. Сигнальные кабели — соединительные кабели, обычно в виде плоского шлейфа, по которым передаются сигналы управления и данные между компонентами системы, например, между дисководами и системной платой.

Системная плата

Все компоненты компьютера связаны между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на фотографии по размерам), её называют системной платой или материнской платой (в английском варианте motherboard или mainboard).

Одни компоненты устанавливаются сразу в разъемы, находящиеся на системной плате, другие компоненты подключаются к ней с помощью специальных проводов в соответствующие разъемы, а устанавливаются в специальные отсеки корпуса.

Более подробно о системной плате можно будет узнать из последующих IT-уроков, но уже на более высоком уровне знаний.

Напомню, можно подписаться на новости сайта по этой ссылке и получать их на e-mail.

Блок питания

Чтобы все компоненты могли выполнять свою задачу, их нужно запитать электрической энергией. Для снабжения этой энергией используется компьютерный блок питания (по-английски power supply unit или PSU), от которого тянутся провода по всему системному блоку.

Большинство устройств имеют специальный разъем для подключения питания, но некоторые получают электрическую энергию через системную плату (которая в этом случае будет посредником между блоком питания и устройством).

Центральный процессор

С процессором мы уже знакомились в третьем IT-уроке, напомню, что задача процессора – обрабатывать информацию.

Процессор (англ. central processing unit и CPU) устанавливается в специальный разъем на системной плате (английское название разъема – «Socket»). Процессорный разъем обычно находится в верхней части системной платы.

После установки процессора в разъем, поверх устанавливают систему охлаждения – кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).

На фотографии мы видим кулер, под которым и находится центральный процессор.

3g и 4g модемы

3G и 4G модемы пришли на смену факс модемам. В них есть слот для установки сим карты, а подключение осуществляется через оператора сотовой связи.

Такие модемы имеют компактную форму и похожи на флешку. Подключаются в USB порт.

При хорошем сигнале модем в режиме 4G может обеспечить скорость подключения до 100 Мб/с.

Оперативная память

С оперативной памятью мы тоже познакомились в третьем уроке.

Оперативная память (ОЗУ, Random Access Memory, RAM), как и процессор, устанавливается в специальные разъемы на системной плате.

Оперативная память выполнена в виде небольшой печатной платы с установленными на неё микросхемами памяти, всю эту конструкцию называют «модулем памяти». Из-за специфичной формы платы, её называют «планкой».

На фотографии видно, что разъемов четыре, а модуля оперативной памяти два и установлены они в разъемы одного цвета для повышения скорости работы (подробнее о таком режиме в последующих IT-уроках на более «продвинутых» уровнях).

Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая карта, графическая плата, video card, video adapter, display card, graphics card и т.д.) предназначена для обработки графических объектов, которые выводятся в виде/форме изображения на экране монитора.

На фотографии видно, что в данном случае видеокарта выполнена в виде печатной платы (карты расширения), вставленной в специальный разъем на системной плате (слот расширения). Так как эта видеокарта сильно греется, то в нижней части можно видеть большую систему охлаждения (да-да, это тоже кулер).

Мы впервые на IT-уроках столкнулись с понятиями «карта расширения» и «слот расширения», поэтому сразу зададим определение, от которого будем отталкиваться в дальнейшем.

С новыми определениями разобрались, движемся дальше.

Сетевая карта

Сетевая карта (сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, network adapter, LAN adapter) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.

В данном случае сетевая карта также выполнена в виде карты расширения (печатной платы), которая устанавливается в разъем на системной плате.

Звуковая карта

Звуковая карта (аудиокарта, звуковой адаптер, sound card) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.

Как и два предыдущих устройства, звуковая карта – это печатная плата, вставленная в разъем на системной плате. Правда, данный звуковой адаптер не обычный, он состоит из двух печатных плат, но это исключение из правил.

Жесткий диск

На жестком диске хранятся все программы и данные компьютера (подробнее об этом в третьем IT-уроке).

Жесткий диск в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на системную плату, а крепится в специальном отсеке корпуса системного блока (посмотрите на фотографию).

В такие отсеки можно установить несколько жестких дисков и увеличить объем внутренней памяти компьютера.

Жесткий диск иногда называют аббревиатурой НМЖД (Накопитель на жёстких магнитных дисках), часто говорят «винчестер«, а на английском языке hard disk drive или HDD.

Оптический привод

Оптический привод (DVD-привод, optical disc drive или ODD) нужен для чтения и записи DVD и CD дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливается в специальный отсек системного блока.

Этот отсек находится в передней верхней части корпуса, он более широкий, чем для жесткого диска, так как размеры DVD-привода заметно больше.

Bluetooth адаптер

Используется для беспроводного подключения оборудования с поддержкой Bluetooth. Это могут быть колонки, наушники, смартфоны.

Bluetooth адаптер работает через интерфейс USB, в ноутбуке он, как правило, встроенный.

Flash память

Flash память или флешка – это портативное устройство для хранения данных. Используются для передачи данных с одного компьютера на другой.

Вся информация пишется на блоки памяти через интерфейс USB. Именно на основе Flash памяти выпускали первые SSD диски.

Usb hub

USB HUB – это что-то вроде удлинителя, он увеличивает количество USB портов. Как правило, хаб имеет три-четыре USB выхода.

Wi-fi адаптер

Wi-Fi адаптер работает так же, как и сетевая карта. Основное отличие в том, что подключение происходит без проводов («по воздуху»). Подключается он к роутеру, который связывает компьютеры и смартфоны друг с другом.

В стационарных компьютерах по умолчанию Wi-Fi отсутствует. Подключить его можно, установив адаптер на материнскую плату или купив внешний USB Wi-Fi. В ноутбуках обычно адаптер встроен.

Блок питания

Блок питания или БП — основной питающий компонент системного блока. От мощности и характеристик блока питания зависит стабильность работы всей системы.

Блок питания ПК
Блок питания ПК

К важным характеристикам БП относятся следующие параметры:

  • мощность (всегда должна быть с запасом, на случай разгона системы),
  • линия питания процессора должна иметь коннектор 8-pin (позволит реализовать весь потенциал процессора),
  • несколько линий 6-pin и 8-pin для установки одной или более видеокарт,
  • диаметр и расположение кулера охлаждения (влияет на уровень шума и эффективность охлаждения БП).

Веб-камера

Обычно веб-камера крепится к верхней части монитора на стационарном ПК и подключается кабелем в USB порт. В нее может быть встроен микрофон. Используется для звонков по интернету и записи видео роликов.

В ноутбуке веб-камера уже встроена в верхнюю часть экрана.

Видеокарта

Графическая карта — главный компонент игрового системного блока. От видеокарты зависят качество и производительность графики в играх.

Видеокарта
Видеокарта

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание, при выборе видеокарты:

  • частота работы графического процессора,
  • ширина шины (для взаимодействия с центральным процессором),
  • объём видеопамяти и её тактовая частота (используется для хранения готовых кадров).

Внутреннее устройство компьютера

Когда говорят о внутреннем устройстве компьютера, обычно имеют в виду те компоненты, которые находятся внутри его корпуса. У настольного компьютера корпус – это системный блок, у ноутбуков и нетбуков – это нижняя из раскрываемых половинок (напомню, что разновидностям компьютерной техники у нас был посвящен второй IT-урок).

Встроенные компоненты

Дело в том, что некоторые компоненты могут быть выполнены не в виде карт расширения, а могут быть встроенными (интегрированными) в системную плату или центральный процессор.

В данном случае, на системной плате установлены дополнительные микросхемы, которые выполняют функции сетевого и звукового адаптера. Видеоадаптер встроен (интегрирован) в главную микросхему системной платы.

На фотографии цифрой 1 отмечен видео адаптер, цифрой 2 – сетевой адаптер, а цифрой 3 – звуковой адаптер.

При этом на системной плате остались слоты расширения (цифра 4) для установки более функциональных компонентов (если встроенные вас, по каким либо причинам, не устраивают).

Графический планшет

Используется для рисования в графических программах. Подключается через интерфейс USB. Пользователь водит специальным карандашом (стилусом) по планшету и линии отображаются в графическом редакторе на компьютере.

Джойстик

Используется для управления действиями в компьютерных играх. Подключается к USB порту. Вместе с ним обычно поставляется программа для назначения клавиш.

Дисковод гибких дисков

Такой дисковод был популярен в 90-ые/начало 2000-ых, когда еще не было флешек, а запись на CD была дорогостоящей. В те времена почти в каждом ПК был Floppy дисковод, который записывал информацию на дискету. Объем дискеты составлял 1,44 Мб.

Сейчас такие дисководы, как и дискеты, потеряли актуальность и их перестают производить.

Дополнительные устройства

Свитчи и коммутаторы. Связывают компьютеры друг с другом.

Свитч – простое устройство, которое может только объединить компьютеры в сеть.

Коммутатор – это более продвинутое устройство, которое помимо объединения, может управлять сетью, разделять сети на виртуальные и показывать события во встроенном журнале.

Количество подключений зависит от количества портов. Как правило, их от 12 до 48 и скорость подключения на каждом до 1 Гб/с.

Wi-Fi роутер. Выполняет ту же роль, что и коммутатор, только в беспроводном режиме. Современные роутеры работают в двух режимах:

  1. 2,4 Ghz – скорость до 400 Мб/с.
  2. 5 Ghz – скорость до 1 Гб/с.

3G и 4G роутер. Компактный роутер, который, как и модем, получает интернет от сотового оператора через сим-карту и раздает его нескольким устройствам по Wi-Fi.

Современные роутеры могут работать от встроенного аккумулятора, что позволяет получать интернет без подключения к электрической сети.

Устройство бесперебойного питания (УПС). Оно служит защитой для стационарного компьютера от перебоев с электричеством. Позволит продолжить работу в течение 15-30 минут после отключения электроэнергии. Этого времени хватит для сохранения документов и безопасного завершения работы.

Стандартное УПС имеет два сокета питания для подключения монитора и системного блока. Более мощные модели имеют от 4 до 8 сокетов.

USB кабели:

1. Для зарядки и передачи данных для телефонов и планшетов с системой Android.

2. Для зарядки и передачи данных для телефонов и планшетов Apple.

3. USB удлинитель.

4. Для подключения МФУ, принтера и сканера.

5. Для подключения переносных жестких дисков.

Программаторы. Специальные устройства, через которые программируются микросхемы и контроллеры.

Сканер штрих-кодов. Применяется в торговых точках: магазинах, киосках, торговых павильонах. Сканер считывает штрих код и выводит наименование и цену товара на компьютер.

Музыкальный пульт. Используется музыкантами для настройки и регулирования параметров звука и создания спецэффектов.

Существует и другое профессиональное оборудование, которое подключается к компьютеру через USB-порт: синтезатор, автомобильный сканер и др.

Картридер

Картридер считывает и записывает информацию на SD карты. В основном такие карты используются в фотоаппаратах, видеокамерах и телефонах/планшетах. Подключается картридер через интерфейс USB.

Клавиатура

Клавиатура – это панель с клавишами: буквами, цифрами, знаками препинания и другими кнопками. Является главным устройством ввода информации и управления компьютером. Бывает проводной и беспроводной.

Проводные подключаются кабелем к системному блоку через интерфейс USB или PS/2.

Беспроводные имеют маленький передатчик в комплекте, который подключается в USB порт. В такой клавиатуре нужно периодически заряжать аккумулятор или менять батарейки в зависимости от модели.

В ноутбуках клавиатура встроенная.

Колонки и наушники

Колонки и наушники подключаются к звуковой карте и воспроизводят цифровой звук. Они бывают разных размеров и разной мощности.

Компоненты ноутбуков

В принципе, можно было бы сделать отдельный урок по внутреннему устройству ноутбуков и нетбуков. Но, по сути, там находятся те же компоненты, что и в настольном компьютере, только эти компоненты меньшего размера и крепятся по-другому.

Компоненты системного блока

Для начала возьмем не слишком новый, но и не слишком старый системный блок, в котором установлены все основные компоненты. А потом сравним с более недорогим вариантом  с меньшим количеством дополнительных комплектующих.

Итак, посмотрим на фотографию системного блока автора сайта IT-уроки.

Первое, что бросается в глаза – много всяких печатных плат, «коробочек» и проводов. Все платы и устройства в отдельном корпусе – это компоненты, выполняющие различные задачи. С помощью проводов компоненты обмениваются информацией и получают электрическое питание.

Разберемся со всеми компонентами по очереди.

Компоненты системного блока (вариант 2)

Итак, мы рассмотрели все основные компоненты системного блока. А теперь посмотрим, как может отличаться внутреннее устройство компьютера на примере менее дорогого варианта ПК.

На фотографии видны те же компоненты, но не видно карт расширения (видеокарты, сетевой и звуковой карты). Как же этот компьютер будет работать без этих комплектующих? На самом деле эти компоненты есть, но их не видно на первый взгляд.

Компьютерная мышь

Мышь – это небольшое устройство, которое управляет курсором. Обычно она овальной формы, на ней расположены две кнопки и колесико посередине. Свое название получила из-за внешнего сходства с мелким грызуном.

При помощи мыши мы управляем окнами в операционной системе, запускаем и закрываем приложения, работаем в интернете и выполняем другие действия.

Всё это можно делать и клавиатурой при помощи сочетаний клавиш, но мышкой управлять компьютером проще.

Как и клавиатуры, мыши бывают проводными и беспроводными.

Проводные подключаются кабелем через интерфейс USB.

Беспроводные имеют в комплекте маленький беспроводной передатчик и работают от аккумулятора или батареек.

В ноутбуках функцию мышки выполняет тачпад, по которому нужно водить пальцем для управления курсором.

Корпус системного блока

Неотъемлемой частью системного блока является корпус, который имеет отсеки для установки материнской платы (1), накопителей (2), блока питания (3) и нишу для прокладки кабелей питания (кабель менеджмент (4)).

Отсеки корпуса системного блока
Отсеки корпуса системного блока

Не стоит забывать об охлаждении компьютера — корпус имеет места для установки кулеров забора холодного и отвода горячего воздуха. Захват холодного воздуха осуществляется кулерами, расположенными в лицевой и боковой области корпуса. Выброс горячего воздуха производится вентиляторами на тыльной и верхней стороне системного блока.

Воздушное и водяное охлаждение системного блока
Воздушное и водяное охлаждение ПК

При возможности применения водяного охлаждения, корпус оснащается специальными отверстиями для прокладки трубок и местом установки блока охлаждения жидкости.

К основным характеристикам корпуса системного блока, можно отнести:

  • отсутствие или наличие блока питания в комплекте и его мощность,
  • расположение блока питания — вверху или внизу (предпочтительней для лучшего охлаждения),
  • возможность установки полноформатной материнской платы (зависит от типоразмера корпуса),
  • ширина ниши для установки материнской платы (полезно для установки видеокарт с длинной базой),
  • количество кулеров воздушного охлаждения,
  • возможность установки водяного охлаждения.
Типоразмеры системного блока
Типоразмеры корпуса ПК

Материнская плата

Системная плата — основа любой архитектуры ПК — объединяет компоненты системного блока в единое целое. На материнскую плату устанавливаются — процессор и система охлаждения процессора, оперативная память, видеокарта.

Подключение устройств к материнской плате
Подключение периферийных устройств к материнской плате

Материнская плата, в зависимости от характеристик, может иметь:

  • ряд тонких настроек для разгона производительности системы,
  • разное число слотов для установки оперативной памяти,
  • поддержку двух и более видеокарт,
  • возможность подключения монитора (при работе со встроенной графикой),
  • разное число USB-разъёмов,
  • различные габариты (зависит от стандарта системной платы).
Стандарты материнских плат и их размеры
Стандарты материнских плат и их размеры

Микрофон

Используется для онлайн разговоров и записи аудио на компьютер. Микрофон подключается кабелем в звуковую карту. В ноутбуке он встроен.

Многофункциональное устройство (мфу)

МФУ совмещает в себе сканер, принтер и копир. Некоторые модели имеют факс. Как и принтеры, бывают черно-белыми и цветными, лазерными и струйными.

Монитор

Монитор — это экран, на который выводится результат вычислений системного блока в визуальном виде.

Все современные экраны имеют плоскую форму и различаются размерами и параметрами матрицы. Подключается монитор к видеокарте через интерфейс HDMI или MiniDP. Устаревшие модели используют интерфейс VGA.

Накопители ssd и hdd

В состав системного блока могут входить два вида накопителей — твердотельный (SSD) и жёсткий диск (HDD).

SSD & HDD
Твердотельный накопитель (SSD) и жёсткий диск (HDD)

Твердотельный накопитель или SSD — обладает высокой скоростью чтения/записи, хорошо подходит для установки операционной системы и обеспечивает «молниеносный» старт компьютера. Из минусов, имеет небольшой объём и ограниченный ресурс на операции чтения/записи.

Жёсткий диск или HDD — имеет большой объём, подходит для хранения фото, видео, игр, обладает высоким ресурсом в отношении операций чтения/записи. Из минусов, низкая скорость чтения/записи, при длительной эксплуатации появляются битые сектора.

Оперативная память

Оперативное запоминающее устройство или ОЗУ — энергозависимая память, в которой находится исполняемый процессором код (программа), промежуточные данные ввода/вывода, настройки драйверов и временные параметры операционной системы.

Оперативная память
Оперативная память с радиаторами пассивного охлаждения

Главные характеристики оперативной памяти — объём и частота работы — чем выше показатели, тем лучше.

Охлаждение процессора

На процессор ложится основная нагрузка, в результате выделяется огромное количество тепла и устройство нуждается в охлаждении. В зависимости от мощности процессора, варьируются и размеры воздушной системы охлаждения. Чем большее количество тепла нужно рассеивать, тем крупнее габариты процессорных кулеров.

Процессорные кулеры
Процессорные кулеры

Пишущий дисковод

Дисковод — это устройство, читающее и записывающее информацию на компакт диск.

На сегодняшний день дисководы потихоньку уходят с рынка, так как вместо них чаще используют флешки.

Плоттер (графопостроитель)

Графопостроитель — это профессиональное оборудование для распечатки чертежей, проектов и других габаритных материалов.

Плоттеры бывают лазерными, струйными, перьевыми. В быту чаще используют струйные, так как они недорогие в обслуживании и дают хорошее качество печати. После распечатки плоттер может обрезать проект по предварительным настройкам.

Подключение внешней периферии

Клавиатура и мышь. Современные модели подключаются к ПК  через USB кабель или беспроводной передатчик.

Но также встречаются модели с PS/2. Это устаревший вариант.

Колонки, наушники и микрофон. Аудиоустройства подключаются через аудио кабель с разъемом Jack 3.5.

Принтер, сканер, МФУ. Подключаются через специальный кабель.

Один его конец вставляется в оборудование – он имеет квадратную форму и обозначается как «тип B». Второй конец подключается к системному блоку и называется «тип А».

Принтер

Выводит информацию с ПК на бумагу. Принтеры бывают черно-белыми и цветными, струйными и лазерными.

Основное отличие в том, что лазерные используют для печати специальный порошок (тонер), а струйные – жидкие чернила, которые доливаются в специальные контейнеры.

Проектор

Используют для проведения презентаций. При помощи него изображение с компьютера отображается на большом стенде или стене, куда направлен проектор. Подключается к видеокарте кабелем через интерфейс HDMI или VGA.

Производительность компьютера

Каждая из перечисленных в этом IT-уроке комплектующих выполняет свою задачу, но, наверное, интересно знать, какие компоненты больше всего влияют на скорость работы вашего компьютера?

Так как большую часть вычислений выполняет центральный процессор, то он больше всего и влияет на производительность компьютера.

Оперативная память нужна процессору для того, чтобы подавать данные и программы для выполнения расчетов. Поэтому объем памяти тоже заметно влияет на производительность всего компьютера.

Если компьютер нужен для игр или работы с трехмерной графикой, то большое значение имеет скорость работы видеоадаптера.

Но если компьютер используется для работы в Интернете, а также с текстовыми документами, фотографиями, просмотра фильмов и прослушивания музыки, то можно обойтись и самым медленным (но современным) видеоадаптером, в том числе и встроенным в системную плату или процессор.

Процессор

Центральное процессорное устройство или ЦПУ (CPU) — ядро системного блока, отвечает за выполнение программного кода, взаимодействует практически со всеми компонента архитектуры ПК.

Процессор RYZEN
Процессор RYZEN

Современные модели процессоров оснащаются встроенной графикой, что позволяет исключить видеокарту из состава системного блока. По характеристикам, такие процессоры подходят для домашних/офисных или бюджетных игровых компьютеров. При правильной настройке BIOS, встроенный графический процессор способен задействовать до 2 Гб оперативной памяти под свои нужды.

Расшифровка характеристик системного блока

Возьмём, для примера, следующие характеристики и расшифруем их:

[Intel Core i3 9100F, 4×3600 МГц, 8 ГБ DDR4, GeForce GTX 1650, SSD 512 ГБ, без ОС]

АббревиатураРасшифровкаПримечание
Intel Core i3 9100FПроцессор:

производитель — Intel

линейка — Core i3

номер в линейке — 9100F.

4×3600 МГцПараметры процессора:

количество ядер — 4,

тактовая частота — 3.6 ГГц.

8 ГБ DDR4Оперативная память:

объём — 8 Гб,

тип памяти — DDR4.

Не указана тактовая частота.*
GeForce GTX 1650Видеокарта:

Графический процессор — GeForce GTX 1650.

Не указан объём памяти видеокарты.*
SSD 512 ГБТвердотельный накопитель:

объём SSD-диска — 512 Гб.

Не указана скорость чтения/записи.*
без ОСОтсутствует операционная система.Если операционная система предустановлена, то её цена включена в стоимость сборки.

* Можно уточнить в подробных характеристиках системного блока.

P.S. При самостоятельной сборке системного блока, можно значительно сэкономить свой бюджет, но делать это нужно внимательно. Лучше воспользоваться услугами знающего человека. Если нашли в себе силы сделать это самостоятельно, изучите характеристики комплектующих не только на сайте магазина, но и на официальном ресурсе производителя. Уделите внимание совместимости процессора, материнской платы, оперативной памяти и SSD, прочее железо не так капризно.

Поделитесь статьей в соцсетях — поддержите проект!

Связь компьютера с периферийными устройствами

Для обмена данными между компьютером и периферийным устройством (ПУ) в компьютере предусмотрен внешний интерфейс (рис. 10.1), т. е. набор проводов, соединяющих компьютер и периферийное устройство, а также набор правил обмена информацией по этим проводам (иногда вместо термина “интерфейс” употребляется термин “протокол”). Примерами интерфейсов, используемых в компьютерах, являются: параллельный интерфейс Centroniks, предназначенный, как правило, для подключения принтеров, и последовательный интерфейс RS-232C, через который подключаются мышь, модем и много других устройств. Интерфейс реализуется со стороны компьютера совокупностью аппаратных и программных средств: контроллером ПУ и специальной программой, управляющей этим контроллером, которую часто называют драйвером соответствующего периферийного устройства.

Со стороны ПУ интерфейс чаще всего реализуется аппаратным устройством управления, хотя встречаются и программно-управляемые периферийные устройства.

Программа, выполняемая процессором, может обмениваться данными с помощью команд ввода/вывода с любыми модулями, подключенными к внутренней шине компьютера, в том числе и с контроллерами ПУ.

Периферийные устройства могут принимать от компьютера как данные в виде байтов информации, которую нужно распечатать на бумаге, так и команды управления, в ответ на которые ПУ может выполнить специальные действия, например, перевести головку диска на требуемую дорожку или же вытолкнуть лист бумаги из принтера. Периферийное устройство использует внешний интерфейс компьютера не только для приема информации, но и для передачи информации в компьютер, т. е. обмен данными по внешнему интерфейсу, как правило, является двунаправленным. Так, например, даже принтер, который по своей природе является устройством вывода информации, возвращает в компьютер данные о своем состоянии.

Контроллеры ПУ принимают команды и данные от процессора в свой внутренний буфер, который часто называется регистром или портом, затем выполняют необходимые преобразования этих данных и команд в соответствии с форматами, понятными ПУ, и выдают их на внешний интерфейс.

Распределение обязанностей между контроллером и драйвером ПУ может быть разным, но обычно контроллер выполняет набор простых команд по управлению ПУ, а драйвер использует эти команды, чтобы заставить устройство совершать более сложные действия по некоторому алгоритму. Например, контроллер принтера может поддерживать такие элементарные команды, как “Печать символа”, “Перевод строки”, “Возврат каретки” и т. п. Драйвер же принтера с помощью этих команд организует печать строк символов, разделение документа на страницы и другие более высокоуровневые операции. Для одного и того же контроллера можно разработать различные драйверы, которые будут управлять данным ПУ по-разному: одни лучше, а другие хуже — в зависимости от опыта и способностей программистов, их разработавших.

Связь компьютера с периферийным устройством

Рис. 10.1. Связь компьютера с периферийным устройством

Рассмотрим схему передачи одного байта информации от прикладной программы на периферийное устройство. Программа, которой потребовалось выполнить обмен данными с ПУ, обращается к драйверу этого устройства, сообщая ему в качестве параметра адрес байта памяти, который нужно передать. Драйвер загружает значение этого байта в буфер контроллера ПУ, который начинает последовательно передавать биты в линию связи, представляя каждый бит соответствующим электрическим сигналом. Чтобы устройству управления ПУ стало понятно, что начинается передача байта, перед передачей первого бита информации контроллер ПУ формирует стартовый сигнал специфической формы, а после передачи последнего информационного бита — столовый сигнал. Эти сигналы синхронизируют передачу байта.

Кроме информационных бит контроллер может передавать бит контроля четности для повышения достоверности обмена. Устройство управления, обнаружив на соответствующей линии стартовый бит, выполняет подготовительные действия и начинает принимать информационные биты, формируя из них байт в своем приемном буфере. Если передача сопровождается битом четности, то выполняется проверка правильности передачи: при правильно выполненной передаче в соответствующем регистре устройства управления устанавливается признак завершения приема информации.

Обычно на драйвер возлагаются наиболее сложные функции протокола (например, подсчет контрольной суммы последовательности передаваемых байтов, анализ состояния периферийного устройства, проверка правильности выполнения команды). Но даже самый примитивный драйвер контроллера должен поддерживать, как минимум, две операции: “Взять данные из контроллера в оперативную память” и “Передать данные из оперативной памяти в контроллер”.

Сетевая карта

При помощи сетевой карты компьютеры соединяются в единую сеть. Она подключается к роутеру патч кордом и дает возможность компьютерам обмениваться информацией.

Сетевая карта может быть встроенной, отдельной внутренней (устанавливаться на материнскую плату) и внешней (подключаться через интерфейс USB).

В современных материнских платах она встроена по умолчанию, в некоторых моделях их даже две.

Сканер

Используется для оцифровки книг, журналов и документов. Происходит это так: на стекло кладут страницу и сверху закрывают крышкой. Сканер делает фотографирование и загружает результат в компьютер.

Сканеры бывают обычными, в которых фотографирование происходит по одной странице вручную, и профессиональными, где страницы автоматически переворачиваются. Соединяются с компьютером через USB.

Состав системного блока

В базовый состав системного блока входят следующие компоненты:

  • материнская плата,
  • процессор,
  • оперативная память,
  • твердотельный накопитель (SSD) или жёсткий диск (HDD),
  • блок питания,
  • видеокарта.
Базовая архитектура ПК
Базовые компоненты компьютера

Графический процессор видеокарты может быть встроен в центральный процессор и использовать часть оперативной памяти для своей работы.

Типы периферийных устройств

Периферийные устройства — это обобщенное название устройств, подключаемых к ПК. Их разделяют на устройства ввода, вывода и ввода-вывода информации. Они могут быть как внешними, так и внутренними.

Внутренние – это те, которые устанавливаются на материнскую плату:

  • Жесткий диск;
  • Видеокарта;
  • Сетевая карта;
  • Wi-Fi адаптер;
  • Звуковая карта;

И другое оборудование, которое подключается в слоты PCI, PCI Express и SATA.

Внешние – те, которые подключаются к системному блоку снаружи.

Основные:

  • Монитор;
  • Клавиатура;
  • Мышь;
  • Колонки;
  • Наушники;
  • Микрофон;
  • Принтер;
  • Сканер;
  • МФУ;
  • УПС.

Из дополнительных можно выделить USB устройства:

  • Флешка;
  • Bluetooth адаптер;
  • Wi-Fi адаптер;
  • Звуковая карта;
  • Web камера;
  • 3G и 4G модем;
  • Удлинитель;
  • Картридер;
  • Джойстик.

А также некоторое профессиональное оборудование:

  • Графический планшет;
  • Проектор;
  • Плоттер;
  • Звуковой пульт;
  • Сетевое оборудование.

Устройства ввода

Устройства ввода — это оборудование, которое используется для ввода информации в компьютер.

Устройства захвата видео

К таким устройствам относятся специальные карты и модули, которые позволяют делать захват видео с видеокамеры, видео магнитофона, цифрового тюнера и других цифровых устройств.

После настройки захват происходит в специальную программу, после чего накладываются спецэффекты и готовый материал сохраняется в цифровом формате.

Устройства видео захвата бывают как встроенными в компьютер, так и внешними с подключением по USB.

Устройство системного блока

Подведём итог, на наглядном примере, посмотрим на устройство системного блока, а также на расшифровку его характеристик.

Устройство системного блока
Устройство системного блока

Факс-модем

Раньше такие модемы были очень популярны – они повсеместно использовались для подключения к интернету. Обычно устанавливались в системный блок по интерфейсу PCI. Но также были и внешние модемы, которые подключались к COM порту.

Для работы такого модема использовалось телефонное подключение. Модем дозванивался до провайдера и после соединения появлялся интернет. Правда, скорость такого соединения была около 40 Кб/с. В режиме факса модем настраивался на автоматический ответ на звонок и принимал факс.

Данный вид модемов уже давно вышел с производства, хотя в некоторых регионах он до сих пор используется для работы с факсом.

Форм-факторы

Термин «форм-фактор» описывает спецификации для физических габаритов и электрической совместимости компонентов, что позволяет осуществлять совместную работу компонентов различных производителей. В ПК форм-фактор описывает размеры системной платы и адаптерных плат, схему расположения монтажных отверстий для системных плат и источников питания, размещение микропроцессора, а также движение воздушного потока.

Данные факторы определяют, можно ли будет компонент А (такой как системная плата) должным образом совместить с компонентом В (таким как корпус системного блока) и подключить к компоненту С (такому как источник питания). Иллюстрация концепции форм-фактора приводится на рис. 1.3.

Спецификации ключевых форм-факторов
Рис 3. Спецификации ключевых форм-факторов

Хотя большинство производителей используют для своих ПК стандартные промышленные форм-факторы, некоторые производители используют компоненты своего стандарта, с тем, чтобы они не были совместимыми с такими же компонентами, выпускаемыми их конкурентами.

Вы должны знать следующие три действующие форм-факторы: ATX, BTX и NLX.

Форм-фактор ATX (Advanced Technology Extended, расширенная передовая технология) был введен в средине 90-х годов прошлого столетия в качестве обновления стандарта IBM PC-AT, который стал де-факто стандартным форм-фактором для персональных компьютеров. Он остается наиболее широко используемым в настоящее время форм-фактором компонентов ПК.

Более новый масштабируемый форм-фактор BTX (Balanced Technology Extended, расширенная сбалансированная технология) предполагает широкий диапазон размеров и профилей системных компонентов. Его основной целью является установить положения компонентов, которые оптимизируют охлаждение внутри корпуса, чтобы поддерживать более высокую рабочую скорость компонентов.

Предложенный компанией Intel и разработанный совместно с компаниями IBM и DEC и другими компаниями, форм-фактор NLX (New Low Profile Extended, новый расширенный низкий профиль) предназначен заменить более старую спецификацию LPX (Low Profile eXtension).

Спецификация NLX нацелена на поддержку новых технологий ПК, таких как модули памяти большего объема, высокотехнологические процессоры и их системы охлаждения. Системы NLX содержат объединительную плату для плат расширения, вставляемую в разъем на материнской плате.

Характеристики компонентов системного блока

Параметры компьютера напрямую зависят от характеристик компонентов, которые входят в состав системного блока.

Устройства вывода

Устройства вывода — это оборудование, которое используется для вывода информации с компьютера.

Заключение

Итак, в седьмом IT-уроке мы познакомились с внутренним устройством компьютера и кратко рассмотрели все компоненты системного блока. Для уровня «Новичок» этих знаний вполне достаточно, чтобы осознанно работать в большинстве программ, которые вам могут понадобиться.

В следующем уроке мы узнаем, какие устройства еще можно подключить к компьютеру (внешние устройства), называется он Основные периферийные устройства ПК.

Устройства ввода-вывода

Устройства ввода-вывода производят обмен информацией с компьютером. Они и вводят ее и выводят.

Оцените статью
OverComp.ru