Тема 4. Апаратне забезпечення ПК

Апаратне забезпечення ПК

ПК включають такі апаратні засоби:

·         пристрої введення і виведення інформації;

·         центральний процесор;

·         пам’ять (зовнішню і внутрішню);

·         системну шину.

Процесор , пам'ять (внутрішня і зовнішня), системна шина розташовані в окремому блоці, який називають системним.

І. Пристрої введення та виведення.

     Пристрої введення:

клавіатура,

миша (механічна, оптична, taychpad (на ноутбуці); з кабелем і без кабеля),

сканер, web-камера, мікрофон.

   Пристрої виведення:

монітор (на електронно-променевій трубці, рідкокристалічні TFT(швидке поновлення картинки) і IPS(краща якість кольору) ) розміром 14, 15,17,19,21,22, … , 42 дюйми (1 дюйм-2.4 см)

принтер (матричний, струменевий, лазерний, 3D-принтер),

плоттер (пристрій для друку креслень), колонки,  навушники.

ІІ. Процесор – це основний пристрій ПК, який виконує програму, що зберігається у    внутрішній пам'яті; керує спільною роботою всіх пристроїв ПК і виконує різноманітні операції над даними.

Найважливішою характеристикою процесора є швидкодія. Швидкодія залежить від тактової частоти.

Тактова частота – це кількість елементарних операцій, виконаних за 1 с. Вимірюється  в мегагерцах (Мц). 1 МГц – це 1 000 000 тактів за 1 с, 1 ГГц - це 10^9 тактів за 1 с. Такт - найелементарніша операція.

Друга характеристика – розрядність (кількість розрядів у регістрі процесора). При розрядності n в оперативній пам’яті можна заадресувати 2^n байтів.

Третя характеристика – архітектура (набір команд, які підтримує процесор, і особливості фізичної будови кристала процесора).

  Сучасні процесори:

Фірма Intel:  I3, I5, I7 (2,4,6,8-ядерні) – по 5,2 ГГц кожне ядро.

Фірма АМD випускає 2,4,6,8-ядерні процесори FX.

Фімма Apple випускає 2,4,6,8-ядерні ноутбуки.

ІІІ. Пам'ять - це апаратний засіб, який дозволяє зберігати інформацію.

Основною характеристикою пам’яті є об’єм. Найменша одиниця об'єму - це біт.

Біт – це двійковий розряд, в яких може записуватись 0 або 1.

8 бітів отримали назву байт, тобто 1 Байт = 8 біт.

 Кількість різноманітних комбінацій двійкових значень у байтах дорівнює 2^8=256.

Об'єм пам'яті вимірюють в КБайтах, МБайтах, ГБайтах ТБайтах, Пбайтах, Ебайтах.

1 КБайт = 2¹⁰ Байт=1024 Байт

1 МБайт = 2¹⁰ КБайт= 2²⁰ Байт

1 ГБайт = 2¹⁰ МБайт= 2²⁰ КБайт= 2³⁰ Байт

1 ТБайт = 2¹⁰ ГБайт= 2²⁰ МБайт= 2³⁰ КБайт= 2⁴⁰ Байт

1 ПБайт = 2¹⁰ ТБайт= 2²⁰ ГБайт= 2³⁰ МБайт= 2⁴⁰ КБайт=2⁵⁰ Байт

Аналогічно ЕБ (екса байти).

Структура пам’яті:

1.      Внутрішня (оперативна,  постійна, кеш)

2.      Зовнішня (накопичувачі на магнітних дисках(гнучкі і жорсткі), на оптичних (СD i DVD), електронні(Flash i SSD))

1).Зовнішня пам’ять призначена для тривалого зберігання програм та даних. Така інформація зберігається при виключенні ПК. Обсяг зовнішньої пам’яті значно більший  обсягу внутрішньої пам’яті, але вона суттєво поступається внутрішній щодо швидкості запису та зчитування інформації.

Зовнішня пам’ять фізично реалізується у вигляді накопичувачів на магнітних, оптичних та електронних дисках.

Дискети: Нову дискету перед використанням необхідно підготувати до роботи, тобто відформатувати. Форматування дискети - це процес розбивання дискети на сектори та доріжки засобами операційної системи.

Є 3,5-дюймові дискети з високою щільністю запису, які можуть вмістити 2,88 МБайт інформації. Zip-дискети і Jazz-дискети можуть вмістити до 100 МБайт інформації.

Компакти є CD-R та CD-RW. На них інформація записується за допомогою спеціальних пристроїв, причому на CD-R можна записати інформацію тільки 1 раз, а на CD-RW - багато разів. Ще є CD-ROM компакти, інформація на них записується у фабричних умовах.

DVD-компакти, відрізняються від CD-компактів способом запису на них та можливістю вмістити 4,7-8,4 ГБайт інформації.

Диски Blue Ray  можуть містити до 25 ГБайт інформації.

Електронні накопичувачі.

Використовується Flash-пам’ять, що містять 1,2, 4, 8, 16, 32, 64 ГБайт інформації.

SSD-диски (твердотілі диски в системному блоці, зчитується інформація швидше ніж з флешки) можуть містити до 500ГБайт інформації.

На серверах для зберігання резервних копій даних використовуються стрімери (нагромаджувачі на магнітних стрічках). Вони можуть містити 80 Гбайт-1Тбайт ( 1024 Гбайт) інформації. 

2). Внутрішня пам’ять.

а) Оперативна (найшвидша пам'ять) - містить лише ту інформацію, з якою в даний момент працює користувач (це програми, дані, малюнки, результати). При виключенні ПК оперативна  пам’ять зникає. Внутрішня пам'ять має значно меншу місткість ніж зовнішня, тобто вміщає значно меншу кількість інформації.

У сучасних комп'ютерах обсяг оперативної пам'яті є  4 ГБайт -16 ГБайт.

Програма та дані почнуть оброблятися в ПК після того, як вони потраплять із зовнішньої пам’яті в оперативну. У багатьох випадках є можливість нарощувати оперативну пам'ять до потрібних об’ємів.

б) Постійна пам’ять (BIOS-базова система вводу виводу) містить інформацію про настройки ПК та програми, які виконуються при завантаженні ПК. Постійна пам'ять має власне живлення: батарейки, акумулятори.

в) Кеш-пам’ять – це пам’ять на процесорі.

ІV. Системна шина.

Через системну шину здійснюється зв’язок всіх пристроїв ПК. Вона служить для обміну інформацією між процесором, пам’яттю та пристроями вводу/виводу.

У системній шині виділяють адресну шину та шину даних. Адресну шину використовують для зв'язку процесора з пам'яттю, а шину даних - для зв'язку процесора з пристроями введення та виведення.

Роль системної шини в ПК відіграє материнська плата.