BUDOWA KOMPUTERA Komputery całkowicie zdominowały rynek sprzętu elektronicznego. Gdzie się nie obejrzymy, na każdym kroku możemy je spotkać. Dostarczają nam rozrywki, pomagają w pracy, a nawet tę pracę za niektórych wykonują. Jest wiele rodzajów komputerów, ale tu chodzi nam o ten najbardziej znany i rozpowszechniony komputer osobisty. W dzisiejszych czasach prawie każdy potrafi się nim posługiwać, lecz nie każdy wie jak on jest zbudowany. Na tej stronie przedstawiamy budowę komputera oraz poszczególnych jego komponentów i podzespołów. Czy wiesz na jakie poszczególne elementy składa się budowa komputera? Jeśli nie, to poniżej przedstawiamy podstawowe komponenty komputera wraz z nazwami.
1. Monitor 2. Płyta główna 3. Procesor 4. 5. 6. 7.
Gniazda kontrolerów dysków twardych (ATA) Karta pamięci operacyjnej (RAM) Karty rozszerzeń Zasilacz
8. Napęd optyczny (CD/DVD) 9. Dysk twardy (HDD) 10. Klawiatura 11. Mysz
MONITOR Monitor komputera zbudowany jest podobnie jak telewizor i do wyświetlania obrazu - komunikacja operatora z komputerem - wykorzystuje te same technologie na przykład LCD (Liquid Crystal Display) lub starszą CTR (Cathode-Ray Tube). Tradycyjne monitory CRT podobnie jak telewizor CRT korzystają z lampy kineskopowej (kineskopu) z działem elektronowym. W monitorach CRT monochromatycznych (np.: czarno-białych, zielonych, rubinowych) i kolorowych różnica polega na budowie działa. Monitory LCD z panelem ciekłokrystalicznym, tak jak telewizor LCD mogą mieć duże rozmiary ekranu, a w odróżnieniu od urządzeń CRT nie zajmują dużej powierzchni. Nie używają one dużego działa elektronowego jak telewizory lub monitory CRT z ekranem o dużej przekątnej, lecz komórek z zatopionym ciekłym kryształem, który jest aktywowany lub nieaktywny z chwilą wyświetlania wybranego piksela. Obecnie, poza małymi wyjątkami, urządzenia kineskopowe są wycofane z produkcji. Ich miejsce zajęły monitory LCD. Jednak sporo monitorów starszego typu jest używanych z uwagi na ich zalety - paleta kolorów i kontrast. Obydwa typy urządzeń podłącza się do komputera za pośrednictwem karty graficznej lub zintegrowanej karty graficznej z płytą główną. Monitor podłączany był najczęściej do gniazda 15-pinowego D-Sub. W tym przypadku sygnał do monitora przesyłany jest w postaci analogowej (RGB). Obecnie większość monitorów LCD ma gniazda cyfrowe DVI. Część monitorów poza elementem wyświetlającym obraz i interfejsem umożliwiającymi komunikacje z komputerem osobistym, posiada również głośniki. Monitory a raczej wyświetlacze LCD stosuje się też w urządzeniach mobilnych takich jak notebook, netbook, palmtop, telefon komórkowy i inne.
PŁYTA GŁÓWNA Jest ona obwodem drukowanym urządzenia elektronicznego, na którym montuje się najważniejsze elementy, umożliwiając komunikację wszystkim pozostałym komponentom i modułom. W komputerze na płycie głównej znajdują się: procesor/y, pamięć operacyjna lub gniazda do zainstalowania tych urządzeń oraz gniazda do zainstalowania dodatkowych płyt zwanych kartami rozszerzającymi (np. PCI), oraz gniazda do urządzeń składujących (dyski twarde, napędy optyczne itp.), złącze klawiatury i zasilacza. W niektórych konstrukcjach także gniazda do innych urządzeń zewnętrznych, do których sprzęt znajduje się na płycie głównej (port szeregowy, port równoległy, USB). Koncepcję zbudowania komputera osobistego wyposażonego tylko w minimum potrzebnych urządzeń zmontowanych na jednej płycie drukowanej oraz gniazd, do których podłącza się dodatkowe urządzenia zapoczątkowała firma IBM wprowadzając komputer osobisty, zwany też PC. BUDOWA W konfiguracjach dominujących w pierwszej dekadzie XXI wieku większość urządzeń zrealizowanych na płycie głównej zgrupowana jest w dwóch układach scalonych zwanych mostkami. Bliższy procesorowi zwany mostkiem północnym oraz współpracujący głownie z procesorem poprzez mostek północny zwany południowym lub zintegrowana w układzie MCP. Mostek północy jest połączony z procesorem za pomocą magistrali FSB lub łączy Hyper Transport. W nowszych rozwiązaniach układ ten zawiera podstawowy kontroler PCIe, służący najczęściej do podłączenia urządzeń z rodzaju kart graficznych, ale też wszelkich urządzeń wymieniających z procesorem lub pamięcią duże ilości danych. Mostek południowy jest podłączony do mostka północnego za pomocą magistrali (na przykład FSB) albo łączem typu Punkt-Punkt jak Hyper Transport. Zawiera drugi kontroler PCIe, kontrolery SATA, ATA, USB, zintegrowany kontroler dźwięku, kontrolery Ethernetu, itd... Jeśli na płycie głównej występuje tylko jeden układ, to najczęściej wszystkie funkcje mostka południowego i północnego są w nim zintegrowane. Poza wyżej wymienionymi elementami na płycie głównej zawsze jest umieszczony układ BIOS-u, a także moduł zegara czasu rzeczywistego (RTC) wraz z modułem bateryjnego podtrzymania zegara.
PROCESOR Procesor, także CPU (ang. Central Processing Unit) – 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.
BUDOWA W funkcjonalnej strukturze procesora można wyróżnić takie elementy, jak: zespół rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą być ogólnego przeznaczenia lub mają specjalne przeznaczenie, jednostkę arytmetyczną (arytmometr) do wykonywania operacji obliczeniowych na danych, układ sterujący przebiegiem wykonywania programu, inne układy, w które producent wyposaża procesor w celu usprawnienia jego pracy.
KARTA PAMIĘCI OPERACYJNEJ (RAM)
Pamięć operacyjna to układ scalony, który jest odpowiedzialny za buforowanie (przechowywanie) danych, które są w danej chwili niezbędne procesorowi, lub innemu urządzeniu. Ktoś może zadać pytanie dlaczego nie używamy tylko dysku twardego, przecież to też jest rodzaj pamięci? Zgadza się, ale różnica nie polega na pojemności tylko na czasie dostępu do danych. Dysk Twardy uzyskuje dostęp do danych w kilka sekund, natomiast RAM robi to w kilka nanosekund.
DZIAŁANIE Pamięć operacyjna przypomina zbiór komórek, każda komórka przechowuje jeden bit danych. Aby odnaleźć dane umieszczone w jakieś komórce musimy znać jej adres(podobnie jak w arkuszu kalkulacyjnym) czyli numer kolumny i wiersza. Oprócz komórek w modułach pamięci muszą by układy odpowiadające za komunikację pamięci z chipsetem płyty głównej. Układy tego typu dekodują adres komórki otrzymany za pomocą szyny adresowej wybierają odpowiednią komórkę, pobierają dane w niej zawarte i wysyłają je za pośrednictwem szyny danych z powrotem do chipsetu.
ZASILACZ urządzenie, które służy do przetwarzania napięcia przemiennego dostarczanego z sieci energetycznej (100-127V w Ameryce Północnej, części Ameryki Południowej, Japonii i Tajwanie, 220-240V w pozostałej części świata) na niskie napięcia stałe, niezbędne do pracy pozostałych komponentów komputera. Niektóre zasilacze posiadają przełącznik zmieniający napięcie wejściowe pomiędzy 230V i 115V, inne automatycznie dopasowują się do dowolnego napięcia z tego zakresu.
BUDOWA Większość zasilaczy wykonana jest w postaci metalowego prostopadłościanu, z którego ścianki wychodzi kilka wiązek przewodów. Po przeciwnej stronie znajdują się otwory wentylacyjne i gniazdo IEC C14, do podłączenia zasilania z sieci energetycznej. Opcjonalnie może tam być też umieszczony wyłącznik i przełącznik napięcia wejściowego. Etykietka umieszczona na boku zasilacza zawiera informacje dotyczące maksymalnej mocy wyjściowej i certyfikatów. Najbardziej popularne oznaczenia bezpieczeństwa to znak UL, znak GS, TÜV, NEMKO, SEMKO, DEMKO, FIMKO, CCC, CSA, VDE, GOST R i BSMI. Oznaczenia dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej to znak CE, FCC i CTick. Oznaczenie CE jest wymagane dla zasilaczy sprzedawanych w Europie i Indiach. Norma Unii Europejskiej EN61000-3-2 wymaga aby każdy zasilacz wyposażony był w układ PFC (Power FactorCorrection). Rozmiary zasilacza ATX to: szerokość 150 mm, wysokość 86 mm, a głębokość typowo 140 mm, choć może różnić się w zależności od producenta. W zasilaczach stosowane jest chłodzenie wymuszone - najczęściej przez wentylator o średnicy 80 mm[1] ( w starszych i prostszych PSU) lub większej średnicy w nowszych konstrukcjach. Przez zasilacz przepływa gorące powietrze z wnętrza obudowy komputera, w związku z tym stosuje się wentylatory o większej wydajności niż wymagana do utrzymania stałej temperatury w samym zasilaczu. Wentylator jest głównym źródłem hałasu generowanego przez zasilacz, choć przy dużych obciążeniach może pojawić się brzęczenie generowane przez cewki[1]. Zasilacze komputerowe wykonane są zwykle w technice impulsowej, wykorzystując architekturę przetwornicy push-pull[potrzebne źródło]. Tego typu zasilacze charakteryzują się małymi gabarytami i ciężarem, niewielkimi tętnieniami napięcia wyjściowego i dużą mocą wyjściową.
NAPĘD OPTYCZNY (CD/DVD) Napęd CD/DVD ma za zadanie odnalezienie i odczytanie danych przechowywanych w postaci zagłębień na płycie CD lub DVD. Biorąc pod uwagę fakt, jak małe zagłębienia używane są do zapisu danych, można śmiało stwierdzić, że napęd dysków optycznych jest bardzo precyzyjnym urządzeniem. BUDOWA Napęd zawiera 3 zasadnicze elementy: silnik napędzający płytę – silnik ten precyzyjnie kontroluje ilość obrotów płyty w ciągu minuty, wahającą się od 200 do 500, zależnie od obszaru, z jakiego odczytywane są dane (im bliżej środka, tym płyta kręci się szybciej) laser i soczewka lasera – odpowiedzialne za odczyt danych mechanizm poruszający ramieniem lasera pozwala na podążanie lasera wzdłuż ścieżki z danymi. Silnik krokowy, użyty do napędzania ramienia umożliwia wykonywanie bardzo małych ruchów lasera. Głównym zadaniem napędu jest skupienie strumienia lasera na ścieżce danych na płycie. Wiązka lasera przechodzi przez poliwęglową warstwę płyty i odbija się od następnej, aluminiowej warstwy, po czym trafia na detektor, który wykrywa zmiany w świetle. Zagłębienia na płycie inaczej odbijają promień lasera niż płaskie powierzchnie bez zagłębień, toteż detektor może jednoznacznie stwierdzić czy na płycie w danym miejscu znajduje się zagłębienie, czy też nie. Każde zagłębienie interpretowane jest jako 1, zaś brak zagłębienia jako 0. Kolejno odczytane pity tworzą bajty danych, przekształcane w pliki lub muzykę.
DYSK TWARDY (HDD) dysk sztywny - hermetycznie zamknięty, składający się z od 2 do 8 wirujących talerzy pokrytych bardzo cienką warstwą magnetyczną, każdy posiada osobną głowicę odczytującą-zapisującą, która unosi się nad nim na cienkiej poduszce powietrznej. Dysk twardy jest zwykle na stałe włączony do komputera i przechowuje dane, które powinny być zawsze dostępne, takie jak system operacyjny. Nowoczesne dyski twarde posiadają bardzo dużą przepustowość danych, niski czas dostępu do danych, obracają się z prędkością kilku tysięcy obrotów na minutę, a ich pojemność wynosi kilkanaście gigabajtów. BUDOWA Większooć dysków twardych składa się następujących komponentów: obudowy, pozycjonera głowicy, ram głowic, głowic zapisu i odczytu, wirujących talerzy, układów sterowania. Talerz to magnetyczna powierzchnia obracająca się ze stałą prędkością umożliwiająca odczyt danych przez głowicę odczytującą-zapisującą. Talerzem może być zatem jedna z 2-8 wirujących z prędkością kilku tysięcy obrotów na minutę części dysku twardego, pokryta materiałem magnetycznym, który może zostać zapisany/odczytany przez, osobną dla każdego talerza, głowicę odczytującą-zapisującą. Każdemu dyskowi pamięci przyporządkowane są dwie głowice (dla jego dolnej i górnej powierzchni). Głowice utrzymywane są na sprężynujących ramionach, przy czym wszystkie ramiona głowic są ze sobą połączone i poruszają się synchronicznie, napędzane pozycjonerem. W stanie spoczynku głowice znajdują się na ścieżce parkującej dysku. W momencie, gdy dysk zaczyna wirować, poduszka powietrzna wytworzona przy powierzchni, unosi głowice na wysokości około 1 mikrometra (jedna dwudziesta włosa ludzkiego). Zadaniem pozycjonera jest przemieszczenie głowic na wybrany cylinder. Pozycjonery zbudowane zostały w oparciu o silnik liniowy, same parkują głowice po wyłączeniu zasilania, gdyż sprężyna samoczynnie odciąga je do położenia parkowania. Pozycjonery z silnikiem krokowym wymagają zaparkowania głowic za pomocą specjalnego programu.
KLAWIATURA uporządkowany zestaw klawiszy służący do ręcznego sterowania urządzeniem lub ręcznego wprowadzania danych. W zależności od spełnianej funkcji klawiatura zawiera różnego rodzaju klawisze – alfabetyczne, cyfrowe, znaków specjalnych, funkcji specjalnych, o znaczeniu definiowanym przez użytkownika. Klawiatury występują w najróżniejszych urządzeniach domowych – maszynach do pisania, klawiszowych instrumentach muzycznych, kalkulatorach, telefonach, tokenach; w szczególności jest to jeden z podzespołów wejściowych komputera. Aktualnie używane modele klawiatur komputerowych mają około 100 klawiszy. Coraz częściej w klawiatury komputerowe wbudowuje się dodatkowe elementy sterujące (gładzik, dodatkowe przyciski, pokrętła, suwaki i in.), kontrolne (diody świecące) i inne (np. czytnik kart pamięci, porty USB, gniazda do zestawu słuchawkowego) – najczęściej do obsługi multimediów.
MYSZ KOMPUTEROWA Urządzenie wskazujące używane podczas pracy z interfejsem graficznym systemu komputerowego. Została wynaleziona przez Douglasa Engelbarta w 1964 r. Mysz umożliwia poruszanie kursorem po ekranie monitora poprzez przesuwanie jej po powierzchni płaskiej. Mysz odczytuje zmianę swojego położenia względem podłoża i wysyła ją w formie danych cyfrowych do komputera, który dokonuje odpowiedniej zmiany położenia kursora na ekranie. Najczęściej wyposażona jest w dwa przyciski i kółko do przewijania ekranu, które może również pełnić rolę trzeciego przycisku.