Компьютерное «Железо»

1. Компьютерное «Железо»

2.

Настольный компьютер (desktop)
монитор
звуковые
колонки
для вывода
звука
системный блок
для
вывода
информац
ии на
экран
принтер
для вывода
информаци
и на печать
сканер
для ввода
рисунков
клавиатура
для ввода
текста
мышь
для управления

3.

Системный блок
блок питания
дисковод
СD (DVD)
дисковод
для дискет
видеокарта
порты
процессор
винчестер
слоты
расширения
материнская плата
оперативная
память

4.

Системный блок
• Процессор (CPU = Central Processing Unit) –
микросхема, которая обрабатывает
информацию и управляет всеми
устройствами компьютера.
АЛУ – арифметико-логическое устройство
УУ – устройство управления
• Внутренняя память
• Винчестер (ЖМД = жесткий магнитный диск).
• Дисководы – устройства для чтения и записи дисков.
• Порты – разъемы для подключения внешних устройств.

5.

Системный блок: процессоры
Pentium, Pentium-II,
Pentium-III, Pentium 4
Celeron (для дома)
Xeon (для серверов)
Pentium M (для
ноутбуков)
Pentium D, Core 2 Duo
(2 ядра)
Core 2 Quad (4 ядра)
K7, Athlon XP, Duron
Athlon 64
Sempron (для дома и
ноутбуков)
Turion (для ноутбуков)
Opteron (для серверов)
Athlon 64 X2 (2 ядра)

6.

Характеристики процессоров
Тактовая частота (число тактов в секунду)
такт – время выполнения простейшей операции
ГГц = гигагерц, 1 герц = 1 такт в секунду
тактовая частота 2 ГГц 1 такт = 5 10-10 с
Разрядность
число бит, которые процессор обрабатывает
за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …)
Частота системной шины
частота обмена данными с памятью и внешними устройствами
(до 1000 МГц)
Объем кэш-памяти
до 2 Мб на одно ядро
частота шины
800 МГц
Intel Pentium 4 3.0G 800MHz/1M
тактовая частота
3 ГГц
кэш-память
1 Мб

7.

Память компьютера
внутренняя
внешняя
винчестеры
оперативная постоянная
дискеты
лазерные диски
(CD, DVD)
стримеры

8.

Характеристики памяти
• Объем (емкость)
ОЗУ: до 4 Гб (теоретически – больше)
винчестеры: до 1 Тб
• Быстродействие (время доступа)
время, необходимое для чтения и записи минимальной
порции данных (ОЗУ: < 10 нс, винчестеры: около 4 мс)
• Разрядность
число бит, которые читаются или записываются
за 1 операцию (8, 16, 32, 64, …)
• Доступ
произвольный – в любой момент могут быть
переданы любые данные (ОЗУ, винчестер, flashпамять)
последовательный – данные могут передаваться
только в определенной последовательности
(магнитная лента)

9.

Системный блок: память
Оперативная память
ОЗУ = оперативное запоминающее устройство
RAM = random access memory (с произвольным доступом)
более 128 Мб
SIMM, DIMM SDRAM,
DDR, DDR2, DDR3
Постоянная память
ПЗУ = постоянное запоминающее устройство
ROM = read only memory (только для чтения)
64 Кб – микросхема BIOS (настройки данного компьютера)

10.

Системный блок: память
при
отключении
питания
можно ли
изменять
информацию?
скорость передачи
данных
Оперативная
память
Постоянная
память
информация
сбрасывается
информация
сохраняется
чтение и запись
(RAM)
только чтение
(ROM)
высокая
низкая

11.

Системный блок: кэш-память
Кэш-память (cache – тайник, запас) – быстродействующая
память, расположенное между процессором и ОЗУ.
Проблема – тактовая частота работы процессора
значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор
«простаивает», ожидая данные.
быстро
кэш-память
ОЗУ
медленно
Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка
уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро).

12.

Системный блок: кэш-память
Многоступенчатое кэширование:
процессор
64 Кб
ядро
L1
128 Кб…4Мб
ОЗУ
L2
L1 быстрее L2!
• увеличение скорости работы, если часто
нужны одни и те же ячейки
• неэффективно, если все время нужны
разные ячейки

13.

Системный блок: дисководы
дисковод для гибких магнитных дисков
• скорость вращения 300 об/мин
• скорость передачи данных 63 Кб/сек
52x
дисковод CD-RW 52 32 52
• чтение CD-ROM до 52 (52 150 Кб/сек)
• запись CD-RW до 32
• запись CD-R до 52
комбо-привод
• чтение и запись CD-ROM, CD-R, CD-RW
• чтение DVD-ROM
дисковод DVD-RW
• чтение и запись CD до 52
• запись DVD-RW, DVD+RW до 8
(8 9 150 Кб/сек)
• запись DVD-R, DVD+R до 18

14.

Системный блок: контроллеры
Контроллер – это электронная схема, управляющая
работой внешнего устройства:
видеокарта (монитор)
сетевая карта (сеть)
контроллер дисковода (дисковод)

15.

Встроенные устройства
(на материнской плате)
• Видеокарта
• не надо покупать отдельно
• приличное качество для простых задач
• качество ниже, чем у отдельного
устройства (скорость, цветопередача,
четкость)
• Звуковая карта
• Сетевая карта

16.

Системный блок: порты
порты PS/2
последовательный порт
питание
220 В
вкл/выкл
блок питания
порт VGA
параллельный порт
порты USB
линейный
сеть RJ-45
вход

17.

Порты для видеосигналов
Видеокарта
Монитор
Проектор
Порт VGA (аналоговый)
Порт DVI (цифровой)

18.

Системный блок: порты
Последовательный порт (COM1, COM2, …) до 115 Кбит/с
низкоскоростные устройства: модем, мышь
101101010010110
Параллельный порт (LPT1, Centronics) до 2 Мб/с
принтер
101101010010110
1 0 1 1 101 0 1 0 0 1 0 1 1 0
101101010010110
101101011110110
10 0 0 1010010110
101101010010110
101101010010110
101101010010110

19.

Системный блок: порты USB
Порт USB (Universal Serial Bus)
USB 1.1 – до 12 Мбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/c
принтер, сканер, мышь, …
• высокая скорость
• подключение «на ходу»
• можно подключать несколько устройств к
одному порту (через хабы)

20.

Системный блок: порты
Порт IEEE1394 (FireWire) до 1600 Мбит/c
Инфракрасный порт IrDA (Infrared Data Association)
до 4 Мб/с
встроенный в ноутбук
внешний адаптер (USB)

21.

Дискеты
ГМД = гибкий магнитный диск, floppy disk
5,25’’ (дюйма)
3,5’’
1,44 Мб
300 об/мин
разрешение записи
Форматирование – разметка,
нанесение секторов и дорожек.

22.

Дискеты
Правила работы:
вынуть
дискету
Нельзя:
гнуть и деформировать дискету;
вставлять деформированную дискету
вручную открывать защитную шторку
вносить в электромагнитные поля

23.

Флэш-память
Флэш-диски (до 32 Гб)
Флэш-карты (до 16 Гб)
• не требуют питания для хранения
• высокая скорость
• компактность
• изнашивание при стирании и записи (100000 циклов)

24.

Винчестеры
ЖМД = жесткий магнитный диск
HDD = hard disk drive
внешние винчестеры
Емкость: до 1 Тб
Частота вращения: 7200 об/мин, 10000 об/мин
Производители:
Seagate, Maxtor, Western Digital, Hitachi, Samsung
Подключение: IDE, SATA, SCSI

25.

Лазерные CD-диски
Звуковые CD (compact disk)
диаметр 12 см
74-80 минут звука
CD-ROM, CD-R, CD-RW:
650-700 Мб
CD-ROM – только чтение
CD-R (болванка) – однократная запись
CD-RW – многократная запись
мини-CD (-R, -RW)
диаметр 8 см
24 минуты звука, 210 Мб
• надежность, долговечность
• низкая стоимость
• скорость чтения и записи ниже, чем у винчестеров

26.

DVD-диски
DVD = Digital Versatile Disk или Digital Video Disk
лазер с меньшей длиной волны
однослойные
двухслойные
односторонние 4,7 Гб
односторонние 8,5 Гб
двухсторонние 9,4 Гб
двухсторонние 17,1 Гб
DVD-ROM – только чтение
DVD-R, DVD+R – однократная запись
DVD-RW, DVD+RW – многократная запись (1000 циклов)
DVD-RAM – многократная запись (100000 циклов)

27.

HD DVD-диски
HD DVD = High Definition DVD (высокой четкости)
разработка: Toshiba совместно с NEC и Sanyo
поддерживают: Microsoft, Intel

28.

Blu-ray диски высокой плотности
Blu-ray Disc = Blue ray Disc, BD
BD-ROM, BD-R, BD-RE (перезаписываемые)
слоев
емкость, Гб
HD-DVD
BD
1
2
4
15
30
–
23,3 – 33
46,6 – 54
100
8
–
200
цена выше, чем у HD-DVD
разработка: Sony, TDK
поддерживают: Panasonic, Samsung, Dell, Apple, HP, Disney,
Warner Brothers
распространение: BD – около 70%, HD-DVD – около 30%

29.

Стримеры
Стример (streamer) – устройство
для резервного копирования
данных c винчестера на
магнитную ленту.
емкость до 1 600 Гб
высокая скорость (до 120 Мб/с)
дешевая магнитная лента
сжатие при записи на ленту
надежность
возможность восстановления при сбоях
• последовательный доступ к данным («перематывать» в
нужное место)
• низкая скорость поиска
• только для потока данных (весь винчестер или папка),
крайне сложно работать с отдельными файлами
Производители: Hewlett Packard, Sony

30.

Сравнение типов внешней памяти
По максимальной емкости:
дискеты
CD-диски
1,44 Мб
650-700 Мб
флэш-память
до 32 Гб
DVD-диски
до 50 Гб
винчестеры
более 1 000 Гб
стримеры (магнитная лента)
более 1 600 Гб
По максимальной скорости (чтения):
дискеты
до 63 Кб/с
CD-диски
до 8 Мб/с
DVD-диски
до 24 Мб/с
флэш-память
до 60 Мб/с
винчестеры
до 100 Мб/с
стримеры (магнитная лента)
до 120 Мб/с

31.

Опасные воздействия
Дискеты (ГМД = гибкие магнитные диски):
магнитные поля, грязь, температура
Винчестеры (ЖМД = жесткие магнитные диски):
магнитные поля, удары, вибрация
CD, DVD-диски:
царапины, грязь
Flash-диски:
сбои питания, отсоединение во время записи

32.

Устройство ввода: клавиатуры
Эргономическая
Мультимедийная
MIDI-клавиатуры
громкость звука
извлечь/принять CD-диск;
аудиопроигрыватель
Интернет: почтовая программа, браузер, поиск
калькулятор, Проводник
действия с окнами
ждущий/ спящий режим, выключить компьютер

33.

Клавиатура
Num Lock
Caps Lock
Scroll Lock

34.

Клавиатура
Esc – выход
Tab – табуляция
F1-F12 – функциональные клавиши (F1 – помощь)
CapsLock – заглавные буквы
Shift, Ctrl, Alt – меняют значения клавиш
Shift + ‘a’ = ‘A’
кнопка Пуск
контекстное меню
Enter – ввод
– Backspace (шаг назад)
Insert (Ins) – вставка
Delete (Del) – удаление
Home – в начало строки
End – в конец строки
PageUp (PgUp) – на страницу вверх
PageDown (PgDn) – на страницу вниз
PrtSc – «снимок» экрана
ScrollLock – почти не используется
Pause (Break) – почти не используется

35.

Устройства ввода: оптические мыши
Светодиодные мыши
Лазерные
(точность в 20 раз выше)

36.

Беспроводные устройства ввода
приемное устройство
(ресивер, USB)
подзарядка
аккумуляторов
Беспроводной комплект
• клавиатура
• мышь
• ресивер

37.

Трекбол
• если мало места или есть вибрация
• не устает рука (запястье на месте)
• сложно привыкнуть

38.

Тачпэд и трек-пойнт
Тачпэд (touch-pad)
Трэкпоинт (trackpoint)

39.

Графический планшет
Планшет = дигитайзер
Wacom
• ввод векторных рисунков
• рисование «кистью»
в графическом редакторе
• мышь – особый вид пера

40.

Игровые манипуляторы
Джойстик
Руль
Игровой пульт (геймпад)
Педали для авиасимулятора

41.

Сканеры
Сканер – устройство для ввода изображений.
ручные
планшетные
со слайд-модулем
барабанные
рулонные

42.

Сканеры
Качество сканирования
ppi = pixels per inch, пиксели на дюйм
150-300 ppi – низкое разрешение
300 ppi – сканирование любительских фото
до 5400 ppi – сканирование фотопленки
планшетные – до 5400 ppi
барабанные – до 14400 ppi
рулонные – до 800 ppi
Ввод текста
!
Сканер вводит текст как изображение!

43.

Микрофоны
Проводные
Беспроводные

44.

Работа с телесигналом и видео
TV-тюнер
устройство видеозахвата
плата видеозахвата
Web-камера

45.

Мониторы
электронно-лучевые
• дешево стоят
• малое время отклика
• лучшая цветопередача
• вредное электромагнитное
излучение
• вес до 25 кг
• потребляют до 110 Вт
жидкокристаллические (ЖК)
• практически нет
излучения
• малые размеры и вес
• потребляют мало
электроэнергии (40 Вт)
• стоят дороже
• смазывание изображения
• искажают цвета

46.

Характеристики ЖК-мониторов
Диагональ:
Яркость
Контрастность
Углы обзора
Рабочее разрешение
Время отклика
Соотношение сторон
15’’, 17’’, 19’’, … 30’’
300…500 кд/м²
от 300:1 до 2000:1
160° … 178°
1280 x 1024 pix
2…20 мс
4:3, 5:4, 16:9

47.

Видеосистема компьютера
видеокарта (видеоадаптер)
выход VGA
процессор
выход DVI
Видеокарта – это электронная плата, которая
обрабатывает видеоданные и управляет работой
монитора.
графический процессор
вспомогательные микросхемы (чипсет)
оперативная память 128 Мб… 1Гб
кулер

48.

Принтеры
Принтер – устройство для вывода информации на
бумагу или пленку.
Качество печати
dpi = pixels per inch, пиксели на дюйм
обычно 300 – 600 dpi
1200 dpi (типографское качество)
Виды принтеров
• матричные (красящая лента)
• струйные (чернила)
• лазерные (порошок)
• сублимационные (красящая лента)

49.

Матричные принтеры
(9 или 24)
Качество печати:
72…300 dpi
текст: до 337 символов в
минуту
графика: до 5 мин на
страницу!!!
• дешевые принтеры и ленты
• печать под копирку до 5 копий
• нетребовательны к бумаге
• невысокое качество до 300 dpi
• низкая скорость шумят
• черно-белые (почти все)

50.

Струйные принтеры
Типы
• ч/б
• цвет: CMYK
Cyan
Magenta
Yellow
blacK
Качество печати:
300…4800 dpi
цвет: до 30 стр/мин
фото 10 15:
от 10 сек
• требовательны к бумаге
• дорогие катриджи
• чернила расплываются от воды
ч/б: до 30 стр/мин
относительно дешевые
качественная печать
мало шумят
большинство – цветные

51.

Лазерные принтеры
Качество печати:
600…1200 dpi
ч/б: до 50 стр/мин
цвет: до 25 стр/мин
становятся все дешевле
очень качественная печать
мало шумят
есть цветные
требовательны к бумаге
дорогие катриджи
потребляют много электроэнергии
цветные дорогие

52.

Сублимационные принтеры
Сублимация – быстрый переход вещества из твердого
состояния в газообразное.
• твердые красители:
Cyan
Magenta
Yellow
• 256 оттенков каждого цвета, всего
16,7 млн. цветов
• печать при нагреве
• верхний защитный слой
качество печати:
300 dpi
(= 4800 dpi)
• очень качественная печать фото
• не выцветает 100 лет
• печать прямо с фотоаппарата
фото 10 15:
около 1 мин
• специальная бумага и пленки с
красками

53.

МногоФункциональные Устройства (МФУ)
МФУ = принтер + копир + сканер + факс
струйные
лазерные
• «все в одном»
• занимают меньше места
• качество хуже, чем у отдельных устройств
• неисправность одной части может привести к поломке
всего аппарата

54.

Плоттер
Плоттер – устройство для печати больших изображений.
перьевые
струйные
лазерные
режущие

55.

Модемы
аналоговые сигналы
цифровые
коды
цифровые
коды
101001101
101001101
модем
модем
Модем – устройство для связи двух компьютеров с помощью
телефонной линии.
Модем (модулятор/демодулятор) – устройство для
преобразования аналогового сигнала в цифровой код и
наоборот.
Скорость обмена (биты в секунду):
прием до
56 Кбит/c
передача до 33 Кбит/c

56.

Модемы
Внешние
Внутренние
аппаратные
(процессор,
память)
программные (обработку информации
выполняет драйвер)
• качество связи
• надежность
• индикаторы
• дорого стоят
линия

57.

Модемы
Программные модемы
• дешево стоят
• большая нагрузка на основной процессор
• сложное программное обеспечение (драйвер)
• ПО зависит от операционной системы
Факс-модемы позволяют принимать и передавать факсы
на другой факс-модем или факс-машину.
Голосовые модемы – обмен голосовыми сообщениями,
автоответчик.

58.

ADSL-модемы
ADSL = Asymmetric Digital SubscriberLine, асимметричная
цифровая абонентская линия
высокочастотный
сигнал (> 24 кГц)
ADSL-модем
сплиттер
голос (до 3,4 кГц)
низкочастотный сигнал
нужна только телефонная линия
не надо «дозваниваться», все время «на линии»
телефон свободен
высокая скорость (прием до 24 Мбит/с, передача до 3,5 Мбит/с)
• специальное оборудование: ADSL-модем на станции
• не для всех АТС

59.

Сетевое оборудование
сетевая карта
10/100/1000 Мбит/сек
коммутатор
(хаб, свич)
маршрутизатор
(роутер)
кабель
«витая пара»
точка доступа
беспроводной сети
(WiFi)
патч-корд
вилка RJ-45

60.

Защита от помех питания
Сетевые фильтры
Защищают от:
• скачков напряжения
• высокочастотных помех
• повышенного напряжения
ИБП = источник бесперебойного питания
UPS = Uninterruptable Power Supply,
Защищают от:
• скачков напряжения
• нестабильной частоты
• снижения напряжения
• исчезновения питания
Переключение на аккумуляторы (до 5 мин)
• off-line (резервные) – только при некачественном питании, для
рабочих станций и ПК
• on-line (активный) – всегда, двойное преобразование AC-DC-AC, для
жизненно-важных серверов

61. Выполнили :

Геурков Лев
Гостяйкин Николай