Понятие аппаратного обеспечения компьютера. Что такое аппаратное и программное обеспечение. Внутренние устройства системного блока

Аппаратное обеспечение компьютера - это все электронные и механические устройства компьютера.

Общая схема аппаратного обеспечения компьютера:

Структура аппаратного обеспечения персонального компьютера:

системная плата (материнская плата) - на ней размещены:
- процессор (центральный процессор)+система охлаждения,
- внутренняя память,
- системная шина,
- слоты.
платы периферии (могут быть встроены в системную плату) - на них размещены контроллеры устройств ввода-вывода+разъемы:
- контроллеры дисководов,
- видеокарта (видеоконтроллер, графическая плата),
- звуковая карта (звуковой контроллер, звуковая плата),
- сетевая карта (сетевой адаптер, сетевая плата),
- контроллеры других устройств,
устройства ввода и вывода:
- дисководы:
  - дисковод на жеском диске,
  - привод гибких дисков (дисковод для дискет),
  - привод оптических дисков (привод CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW),
  - стример
- другие устройства;
блок питания

Общую схему компьютера можно посмотреть .

Рассмотрим подробно каждое устройство и его функции.

Процессор - устройство, выполняющее арифметические и логические операции, и управляющее другими устройствами компьютера.

В его состав входят:

арифметико-логическое устройство (АЛУ);
устройство управления (УУ);
регистры;

Современные процессоры работают согласно принципам машины фон Неймана (архитектуре фон Неймана).

Система охлаждения процессора - используется для отвода тепла от нагревающихся процессора. Чаще используется воздушное охлаждение с помощью кулера (вентилятор+радиатор).

Внутренняя память

В ее состав входят:

оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - энергозависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация стирается). ОЗУ используется для чтения и записи. В ОЗУ хранятся выполняемые программы и данные, которые они обрабатывают (Например, если мы работаем в Word(е) в ОЗУ находится данная программа и текст, с которым мы работаем. Если документ не сохранить, т.е. не записать во внешнюю память (винчестер, флэшка), то при выключении компьютера данные будут потеряны).
постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергонезависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация сохраняется). ПЗУ используется только для чтения, на ней хранится информация, которая никогда не будет изменяться.
специальная память:
- постоянная память, которую можно перепрограммировать (Flash-память). Основной микросхемой является BIOS (basic input-output system, базовая система ввода-вывода), на ней хранятся программы загрузки операционной системы в ОЗУ и тестирования устройств при включении компьютера. Также BIOS содержит сервисные функции. Через BIOS операционная система обращается к аппаратному обеспечению (через драйверы устройств).
- память CMOS (питается от батарейки) - хранит информацию о составе и конфигурации оборудования, режиме работы. Эта информация изменяется специальной программой, находящейся в BIOS.
- видеопамять - оперативная память, используется для хранения данных, из которых формируется изображение на экране (текст и графика)
регистры процессора - память внутри процессора, свербыстрая оперативная память;
кэш-память - для увеличения скорости обмена данными между процессором и оперативной памятью. Кэш-память управляется контроллером, который анализирует исполняемую процессором программу и пытается предугадать, какие данные\команды могут понадобиться процессору в ближайшее время и записывает их из оперативной памяти в кэш-память.

Системная шина (информационная магистраль) соединяет устройства внутри системного блока компьютера и обеспечивает их взаимодействие. Это набор дорожек на на материнской плате, по которым передается информация в виде сигналов.

В ее состав входят:

шина адреса - для передачи адреса, куда передаются данные: ячейка памяти или устройство ввода\вывода;
шина данных - для передачи самих данных между процессором и памятью или устройством ввода\вывода;
шина управления (вспомогательная шина) - для передачи сигналов управления (например, сигнал записи или чтения, сигнал обращения к памяти или устройству ввода\вывода).

Слот - внутреняя розетка для подключения устройств внутри системного блока.

Контроллер устройства ввода и вывода - микропроцессор, посредник между процессором и устройством ввода\вывода. Управляет устройством, которое к нему подключено. Преобразовывает информацию, которой должны обмениваться процессор и устройство.

Разъем - внешняя розетка для подключения внешего (по отношению к системному блоку) устройства.

Контроллер дисководов - преобразовывает и передает информацию между процессором и дисководом.

Видеокарта преобразовывает и передает сигнал на монитор.

Звуковая карта обрабатывает звук (обеспечивает ввод звука с микрофона и его воспроизведение через наушники, колонки, встроенный динамик).

Сетевая карта испольуется для подключения персонального компьютера к сети и организации взаимодействия с другими устройствами сети (обмен информацией по сети).

К устройствам ввода и вывода относится внешняя память.

Внешняя память используется для долговременного хранения данных и программ. Информация, записанная на внешнюю память не стирается при выключении компьютера.

В ее состав входят:

накопители информации - устройства чтения и записи
носители информации - место хранения информации.

Дисководы (накопители информации) используются для чтения\записи на носители информации: пластины жесткого диска, дискеты, оптические диски, ленты.

Устройства ввода и вывода подробно рассмотрены в этой статье .

Блок питания - источник электрического тока для питания устройств системного блока.

П рограммное обеспечение ПК

Программа - особый вид информации в виде двоичных кодов, воспринимаемых процессором как команды к выполнению каких-либо действий. Файлы программ вместе с файлами других типов хранятся на накопителях информации, для запуска считываются с них в оперативную память, и, по окончании работы, удаляются из оперативной памяти. Программы, которые остаются в оперативной памяти после загрузки на все время работы компьютера называются резидентными.

Системные программы - программы, обеспечивающие работу компьютера, компьютерных сетей, периферийных устройств. Прикладные программы - программы, предназначенные для решения задач пользователя. Инструментальные программы - программы, обеспечивающие возможность создания новых программ (языки программирования).

Операционные системы - программы, управляющие работой компьютера. Примеры: MS DOS, Linux, WINDOWS. Сетевые системы - программы, обеспечивающие работу компьютерных сетей. Примеры: Novell Netware, LANtastic. В настоящее время сетевые системы включают в состав операционных систем. Примеры: WINDOWS XP, WINDOWS 2000. К этому же классу программ можно отнести и браузеры сети Интернет. Например, MS Internet Explorer, Opera. Программы-оболочки - программы, предназначенные для создания пользователю удобных условий работы. Примеры: Norton Commander, Far, Total Commander. Программы-оболочки играют роль надстроек над операционными системами, давая пользователю возможность выполнять те же самые операции быстрее и нагляднее. Драйверы - программы, управляющие работой периферийных устройств. Сервисные программы (утилиты) предназначены для выполнения различных вспомогательных операций - проверки исправности оборудования, архивации файлов, борьбы с компьютерными вирусами, форматирования дисков и т.д. Например, WinRar, KAV, Scandisk.

К узкопрофессиональным программам относится огромное множество программ специального назначения, ориентированных на специалистов в определенной области. Например, для расчетов прочности строительных конструкций, управления работой атомной электростанции, бухгалтерских расчетов и т.д. Однако, независимо от рода деятельности, любой работник часто сталкивается с необходимостью подготовки каких-то текстовых документов, например, заявлений, отчетов, деловых писем и т.д. Для этих целей используют специальные программы - текстовые редакторы. Например, Word, Writer. Разновидностью текстовых редакторов являются издательские системы, используемые при издании книг, журналов, газет, рекламных объявлений. Для автоматизированной обработки данных в табличной форме используют специальные программы - электронные таблицы. Например, Excel, Calc. Системы управления базами данных (СУБД) - программы для работы с базами данных. Например, MS Access, Oracle, MySQL. К программам для работы с графикой относятся большое число программ разного уровня. От простых графических редакторов, предназначенных для выполнения простых рисунков (например, Paint), ретуширования и редактирования сложных рисунков, фотографий (Adobe Photoshop), создания мультфильмов (Corel Draw), до сложных систем инженерной графики - систем автоматизированного проектирования (AutoCAD). Игровые и обучающие программы предназначены для отдыха и обучения.

Аппаратное обеспечение ПК .

Системный блок	Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними (периферийными).
	Показывает информацию на экране. Бывают нескольких видов - LCD (TFT) и ЭЛТ. Мониторы характеризуются размерами (14, 15, 17 и более дюймов по диагонали), частотой развертки (85Гц, 100Гц и более) и максимальным разрешением (800x600, 1024x768, 1280x1024 и более). Некоторые мониторы имеют встроенные колонки, микрофон, USB-концентратор и ТВ-тюнер.
Клавиатура	Клавиатура предназначена для ввода информации пользователем. Вид её обычно стандартен, но иногда. На некоторых клавиатурах могут присутствовать дополнительные (мультимедийные) клавиши.
	Мышь предназначена для ввода информации пользователем. Чаще всего бывают 2-х или 3-х кнопочные мыши. Некоторые имеют колесо прокрутки для более удобной работы с окнами. Обычно подключаются к компьютеру с помощью шнура, но встречаются и беспроводные мыши. Основной характеристикой мыши является разрешающая способность (точек на дюйм (dpi)).
	Устройство, предназначенное для вывода текстовой и графической информации на бумагу. Различают матричные, струйные, лазерные, сублимационные и светодиодные принтеры (расположены в порядке улучшения качества и скорости печати). Принтеры бывают цветные и черно-белые.
	Устройство, позволяющее выводить графическую информацию на бумагу или другие носители. Типовые задачи для плоттеров - выполнение различных чертежей, схем, рисунков, графиков, карт и т.п. Современные плоттеры классифицируются по формату использования бумаги и типу пишущего механизма.
	Сканер - устройство для ввода в компьютер текстовой и графической информации. Сканеры бывают ручные, планшетные, барабанные, штрих-сканеры, настольные, напольные.
Дигитайзер (планшет)	Устройство для ввода графической информации в компьютер, рисования на планшете, чувствительным к нажатию, специальным карандашом - стилусом. Изображение с планшета переносится на экран монитора. В комплекте с дигитайзером поставляется мышь. Формат планшетов - от А4 до А0. Данное устройство необходимо для дизайнеров и художников-полиграфистов.
	Устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий. По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных (Килобит в секунду, Kbps).
Источник бесперебойного питания (ИБП)	Устройство, предназначенное для защиты компьютера от скачков напряжения или отключения электроэнергии. ИБП при колебаниях напряжения мгновенно переключает компьютер на аварийное питание от резервных батарей, позволяя продолжить работу при кратковременном отключении или корректно завершить работу при длительном отключении электроэнергии.
Микрофон	Для записи звука. Отличаются ценой и качеством. Есть микрофоны ручные и стационарные.
	Для прослушивания музыки и звуков. Бывают разных размеров и мощности.
Веб-камера	С её помощью можно устраивать видеоконференции по сети. Характеризуются разрешением и количеством кадров в секунду.
Джойстик	Манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопками, употребляется в компьютерных играх.
MIDI-клавиатура	Позволяет музыкантам и всем желающим играть и записывать мелодии. Необходима звуковая карта.
Материнская плата	Самая большая плата компьютера. Предназначена для связи всех внутренних устройств ПК между собой. На ней находятся множество контроллеров, каждый из которых отвечает за связь с определенным устройством, CMOS, BIOS, интегрированные устройства.
Микропроцессор	Занимается обработкой информации. Характеризуется разрядностью (16-, 32-, 64-разрядные) и тактовой частотой (измеряется в мегагерцах или гигагерцах). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) выполняется за одну секунду. В настоящее время самые популярные процессоры “Intel” и “Athlon”.
	Оперативное запоминающее устройство (оперативная память). Хранит текущую информацию. При отключении питания вся информация из ОЗУ теряется. Характеризуется объемом в мегабайтах. Типичные значения: 64, 128, 256 Мбайт.
	Постоянное запоминающее устройство. Хранит информацию о различных устройствах, а также программу для тестирования оборудования и загрузки операционной системы.
Видеокарта	Служит посредником между процессором и монитором. Характеризуется объемом оперативной памяти (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и более Мб) и поддерживаемыми разрешениями экрана (640x480, 800x600, 1024x768 и выше). Некоторые видеокарты могут иметь встроенные ТВ-тюнер или 3D-ускоритель. Отдельные устройства поддерживают вывод на телевизор или два монитора одновременно.
Звуковая карта	Устройство, необходимое для редактирования и ввода-вывода звука, посредством микрофона и звуковых колонок. Основной характеристикой звуковой карты является разрядность (существуют 8, 16 и 20 разрядные (битные) карты).
	С его помощью можно использовать компьютер как телевизор (или радио), а также записывать передачи на жесткий диск.
Сетевая карта	Для связи с другими компьютерами по локальной сети. Характеризуются скоростью передачи данных (10, 100, 1000 Мбит). Некоторые устройства используют для передачи витую пару, некоторые - коаксиальный кабель.
Жесткий диск (винчестер, HDD)	Хранит данные пользователя, прикладные программы, а также операционную систему. Необходим для сохранения информации после отключения компьютера. Характеризуется объёмом хранимой информации (от сотен мегабайт до сотен гигабайт) и скоростью передачи данных. Имеют интерфейс SCSI, IDE. Информация хранится на одной или нескольких круглых пластинках с магнитным слоем, над которыми летают магнитные записывающие головки.
Флоппи-дисковод	Накопители на гибких дисках (дискетах, флоппи-дисках) позволяют переносить документы с одного компьютера на другой, хранить информацию. Основным недостатком накопителя служит его малая емкость (всего 1,44 Мб) и ненадежность хранения информации.
Устройства CD (DVD)	Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM, CD-RW, DVD-RW) предназначено для чтения и записи данных на компакт-диски. Достоинства устройства - большая емкость дисков, быстрый доступ, надежность, универсальность, низкая стоимость.
	Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации. Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

Комплекс электронных, электрических и механических устройств, входящих в состав системы или сети. Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства; внешние устройства и диагностическую аппаратуру; энергетическое оборудование,… … Финансовый словарь

Железо Словарь русских синонимов. аппаратное обеспечение сущ., кол во синонимов: 1 железо (18) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, оборудование, в противоположность программам и программному обеспечению, при помощи которого КОМПЬЮТЕР выполняет свои функции. Системный блок, клавиатура, принтер и материнская плата примеры аппаратного обеспечения … Научно-технический энциклопедический словарь

аппаратное обеспечение - аппаратура — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы аппаратура EN hardware …

аппаратное обеспечение - aparatinė įranga statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. hardware vok. Gerätetechnik, f; Hardware, f rus. аппаратное обеспечение, n; техническое оборудование, n pranc. matériel, m … Automatikos terminų žodynas

аппаратное обеспечение диагностической системы - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN system diagnostic facilitySDFsystem diagnostic facility … Справочник технического переводчика

Содержание 1 3D принтеры 2 Компьютеры и их компоненты … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Сервер. Сервер (англ. server от to serve служить) аппаратное обеспечение, выделенное и/или специализированное для выполнения на нём сервисного программного обеспечения (в том… … Википедия

основное аппаратное обеспечение - базовое аппаратное обеспечение Минимальные требования к аппаратному обеспечению, которые предъявляет данное программное обеспечение. Тематики информационные технологии в целом EN base hardware … Справочник технического переводчика

вспомогательное аппаратное обеспечение - pagalbinė techninė įranga statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. support hardware vok. Unterstützausrüstung, f; Unterstützungshardware, f rus. вспомогательная аппаратура, f; вспомогательное аппаратное обеспечение, n pranc. matériel … Radioelektronikos terminų žodynas

Книги

Аппаратное обеспечение ЭВМ. Учебник , В. Д. Сидоров , Н. В. Струмпэ , Приведены сведения об устройстве персональных электронных вычислительных машин, типового периферийного оборудования. Рассмотрены вопросы эксплуатации и модернизации ПЭВМ. Учебник может быть… Категория: Компьютеры и программы Серия: Начальное профессиональное образование Издатель: Academia ,
Аппаратное обеспечение ЭВМ. Практикум , Н. В. Струмпэ , В. Д. Сидоров , Практикум дополняет учебник В. Д. Сидорова, Н. В. Струмпэ `Аппаратное обеспечение ЭВМ`. Содержит контрольные вопросы, практические работы, задания для самостоятельноговыполнения, лабораторные… Категория: Учебники для ВУЗов Серия: Лазерная техника и технология Издатель:

Является той основой, благодаря которой вычислительная машина может выполнять возложенные на нее задачи. Отчасти, это и есть сама электронная вычислительная машинка. Иногда пользователи-новички задают вопрос о том, что же такое аппаратное обеспечение компьютера? На самом деле ничего сложного нет - основная проблема в терминах. Громкое название ничем не лучше краткого, если смысл, стоящий за словами, одинаков. Так произошло и в этом случае. Так, вместо термина «аппаратное обеспечение компьютера» можно было бы использовать более емкое слово «компоненты». Ведь вряд ли кому-то придет в голову назвать программу компьютерным компонентом. Но раз в сообществе установился именно первый термин, то давайте ознакомимся с тем, что же он означает.

Пожалуй, начнем с поясняющего примера-аналогии. Представьте себе легковой автомобиль. В сумме это сложная конструкция, состоящая из корпуса, двигателя, вспомогательных устройств, топлива. Современные машины становятся все интеллектуальнее, научившись контролировать уровень топлива; «следят» за работой основных узлов. Но даже сейчас всей этой металлической системой управляет живой человек-водитель. Направление движения, двигатель, колеса - все послушно его воле. Поедет ли автомобиль самостоятельно, сможет ли принимать решения? Вряд ли. В данном примере машина - это компьютера. Соответственно, программное - это все те программы, которые определенным образом управляют работой всех «железных» узлов. Возвращаясь к аналогии с автомобилем, приложения можно сравнить с человеком-водителем. Конечно, есть ряд оговорок, например, человек может пойти пешком, а компьютерная программа без аппаратной части будет бессмысленным набором знаков.

Итак, аппаратное обеспечение компьютера представляет все те устройства, из которых состоит компьютер, а также другие, конструкция которых предусматривает их использование с ПК.

Сейчас в магазинах есть как стационарные ЭВМ, так и переносные (ноутбуки). Несмотря на внешние отличия, принципы работы компонентов в них одинаковы. Поэтому перечислим, что включает в себя аппаратное обеспечение персонального компьютера.

Одна из основных частей ЭВМ - это процессор. Функциями этой довольно крупной микросхемы является обработка цифровых данных и частичное обеспечение взаимодействия остальных подключенных компонентов. Основными производителями процессоров для настольных компьютеров являются компании Intel и AMD.

Главная плата (материнская, материнка, mainboard, системная), как следует из названия, является основой, к которой подключаются все внутренние и периферийные компоненты. Кроме того, она содержит специальные микросхемы, управляющие работой некоторых узлов. Раньше на системной плате их было две, сейчас же одна из них полностью интегрировалась в процессор.

Для пользователя и необходимых для работы программ используется винчестер. Ранее в данном типе устройств применялся магнитный принцип записи, но в последнее время появилась альтернатива в виде флеш-технологии, которой предрекают большие перспективы в будущем.

Сюда же входит дисковод для компакт-дисков, видеоадаптер, память. Также, как уже было сказано, кроме внутренних компонентов к аппаратному обеспечению относятся и внешние устройства. Так, мышка, колонки, монитор, принтер, сканер и т.д. То есть все те устройства, которые предназначены для работы в составе компьютерной системы. Можно сказать иначе: их можно увидеть, потрогать руками, отремонтировать с помощью отвертки, что совершенно немыслимо для программ.

Каждый компьютер состоит из набора основных взаимосвязанных аппаратных средств, без которых работа компьютера практически невозможна.

Системный блок

Системный блок - это корпус компьютера, внешняя оболочка защищающая внутренние компоненты от любого внешнего воздействия и механических повреждений. Системный блок обеспечивает нужную температуру и экранирует электромагнитное излучения внутренних компонентов.

Есть несколько типов системных блоков:

Super Tower
Midi Tower
Micro ATX
Desktop
Tiny Tower
Flex ATX
Mini ITX

Блок питания - является источником электропитания всех частей компьютера и его главная задача - преобразование переменного напряжения сети, обычно это стандартные 220B в вашей розетке, в постоянное напряжение питания всех компонентов компьютера. Чтобы блок питания не нагревался и не сломался от большого температурного режима, в нем встроен вентилятор для охлаждения.

Источник бесперебойного питания - простая аккумуляторная батарея, которая осуществляет бесперебойное кратковременное снабжение электричеством компьютера и всех его частей. Это необходимо, чтобы корректно завершить работу и сохранение данных если вдруг резко отключится электричество.

Материнская плата - пожалуй, самый основной и главный компонент компьютера. Именно к ней подключаются все остальные компоненты и внешние устройства.

Шина - линии и проводники на материнской плате, по которым компоненты и устройства компьютера обмениваются информацией.

Линии шины делятся на 3 группы по типу передаваемых данных:

Линии данных - шина данных
Линии адреса - шина адреса
Линии управления - шина управления

По функциональному назначению шины делятся:

Системная шина (шина CPU) - ее используют микросхемы чипсет для передачи данных к процессору и от него
Шина кэш-памяти - используется для обмена данными между процессором и кэш-памятью
Шина памяти - используется для обмена данными между оперативной памятью процессором
Шины ввода и вывода - стандартные и локальные, связывают устройства через порты

Небольшая дополнительная информация о шине:

Порта - шина, связывающая устройства между собой.
Разрядность - характеристика, определяемая количество данных параллельно проходящих через шину
Пропускная способность - характеристика, определяемая количеством бит данных, передаваемых по шине за секунду.
Шина ISA - 8 или 16-разрядная шина ввода и вывода для подключения плат расширения
Шина VLB - 32-разрядная шина для обмена видеоданными
Шина PCI - шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате
Шина AGP - 32-разрядная высокоскоростная шина для видеокарты и ускорения ввода-вывода данных на видеоадаптер.
Шина PCI Express - шина с программной моделью шины PCI и высокопроизводительным физическим протоколом для последовательной передачи данных
Шина USB - шина для подключения периферийных устройств снаружи корпуса компьютера.
Шины SCSI и SAS - шины на рабочих станциях и высокопроизводительных серверах
Шина IEEE 1394 - высокоскоростная локальная последовательная шина для обмена данными между компьютером и остальными устройствами

Связь с внешними периферийными устройствами происходит через последовательные и параллельные порты.

Параллельная передача данных - происходит через параллельный порт LTP. Все 8 бит пересылаются одновременно, а не один за другим. Вся передача данных происходит только в одном направлении - однонаправленная передача. Например, через LTP порты к компьютеру подключаются принтеры.

Порт EPP - производит двунаправленную передачу данных, в обоих направлениях.

Порт ECP - производит передачу данных с большой скоростью, с помощью сжатия данных

Последовательная передача данных - происходит через последовательный порт COM. Данные передаются побитно - отдельные биты пересылаются последовательно друг за другом, при этом можно обмениваться данными в двух направлениях.

Для нормальной работы компьютера и подключенных к нему периферийных устройств необходимо разделять все системные ресурсы:

Линии запросов на прерывание (IRQ)
Каналы прямого доступа к памяти (DMA)
Базовые адреса портов ввода и вывода

Система прерываний - приостанавливает текущие действия компьютера и переключается на другие в ответ на поступившие действия.

Передача данных в режиме прямого доступа к памяти - необходима при обмене данными между оперативной памятью и высокоскоростными устройствами.

Порты ввода и вывода - связывают компьютер с периферийными устройствами для их обмена данными между процессором.

Центральный процессор - блок или интегральная схема выполняющая машинные инструкции.

В процессор входят основные компоненты:

арифметико-логическое устройство
блок управления
блок памяти
устройство ввода и вывода

Вся работа процесса строится по следующему принципу. По системной шине на вход процессора поступают сигналы - логические 0 и 1. Такие сигналы декодирются на основе набора инстркций встроенных в процессор и управляют его работой. На выходе процессора поступают результаты работы в виде таких же логических 0 и 1. Сами значения этих сигналов определяются напряжением на линиях шины - 1,5 вольт это 1, а 0 вольт - это 0.

Сокет для процессора - специальный разъем на материнской плате, в который устанавливается процессор компьютера. Сверху процессора устанавливается радиатор с вентилятором, чтобы охлаждать нагревающийся процессор.

Компонентами процессора являются:

Ядро - выполняет команды
Модуль предсказания перехода - определяет изменение последовательности выполнения команд после перехода, чтобы переслать эти команды в декодер команд
Сопроцессор - выполняет операции с нецелыми числами
Кэш-память первого уровня - дает доступ к данным быстрей, чем к внешней кэш-памяти второго уровня. У процессора есть два модуля кэш-памяти по 8 Кбайт каждый: первый для команд, второй для данных.
Интерфейсный модуль системной шины - команды и данные которые поступают по системной шине разделяются на 2 потока.

Исполнение команд в процессоре происходит конвейерной обработкой - разбиваясь на несколько ступеней, где каждой ступени соответствует свой модуль в процессоре. По тактовому импульсу команды в драйвере переходят на следующую ступень и затем после того как команда покидает конвейер, туда поступает новая команда.

Основные характеристики процессора

Ступень интеграции
Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных
Тактовая частота
Количество инструкций, выполняемых за один такт
Память, к которой может адресоваться процессор
Объем встроенной кэш-памяти
Количество уровней кэш-памяти

Степень интеграции - определяет сколько транзисторов может в ней уместиться

Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных определяет количество бит которое процессор может обработать одновременно - 16, 32 или 64 бита.

Тактовая частота - максимальное количество операций процессора в секунду

Реальный режим работы процессора - адресовывает не более 1 Мбайт памяти

Защищенный режим работы процессора - адресовывает до 16 Мбайт физической и до 1 Гбайт виртуальной памяти

Оперативная память - временная память, в которой данные храняться только когда компьютер работает. После завершения работы компьютера - все данные из оперативной памяти исчезают.

Ячейки памяти в оперативной памяти состоят из матрицы со строками и столбцами. Адрес ячейки включает в себя адрес строки и адрес столбца.

Основные характеристики микросхем памяти:

Емкость
Разрядность
Быстродействие
Временная диаграмма

Таблица векторов прерываний - содержит 256 элементов по 4 байта и хранит в себе векторы прерываний, являющихся адресами сервисных программы в составе операционной системы и базовой системы ввода-вывода BIOS.

Область данных BIOS - содержит счетчик таймера, буфер клавиатуры и другие внутренние данные.

Область для операционной системы - содержит программы и данные

UMA - аппаратная часть оперативной памяти, располагается после первых 640 Кбайт. В ней размещается видео-память и ROM BIOS, также могут быть модули постоянной и оперативной памяти подключенные к компьютеру.

EMS - метода использующий свободную память в UMA.

HMA - первый блок в 64 Кбайт выше границы 1 Мбайт оперативной памяти

XMS - вся память выше границы 1 Мбайт, включая HMA

Виртуальная память - процесс создания на жестком диска компьютера файла в несколько десятков мегабайт размером для расширения оперативной памяти. Это необходимо, когда объема установленных модулей памяти на материнской плате не хватает.

Нужный объем оперативной памяти определяется:

Разрядностью адресной шины процессора
Возможностями чипсета
Количеством разъемов для установки оперативной памяти на материнской плате

Кэш-память - сверхбыстрая память, является промежуточным буфером с быстрым доступом, содержит данные, которые могут получаться с большей вероятностью.

Чипсет - микросхемы, установленные на материнской плате для обмена данными между процессором, оперативной памятью и другими устройствами, подключенными к шинам. В чипсете могут быть разное количество микросхем от 1 до 2. Базовые микросхемы чипсета - южный мост и северный мост. Названия даны от местоположения микросхем на блок-схемах: верх - север, низ - юг.

Северный мост - отвечает за обмен данными между процессором и скоростными устройствами - памятью и шинами PCI Express или AGP.

Южный мост - отвечает за работу с низкоскоростными интерфейсами.

ROM BIOS - базовая система ввода-вывода, представляет набор микропрограмм для работы с аппаратным обеспечением компьютера и подключенными устройствами.

Функции BIOS:

Предоставление операционной системе драйверы устройств, которые находятся на материнской плате, осуществление сопряжения между материнской платой и другими компонентами компьютера
Предоставление текстовой программы проверки системы POST, которая во время включения компьютера проверяет важные компоненты компьютера
Программа CMOS Setup для установки параметров BIOS и аппаратной конфигурации компьютера
Программа начальной загрузки Bootstrap, запускающаяся после успешного завершения программы POST

CMOS RAM - область памяти (100 - 129 байт), в контроллере периферийных устройств в южном мосте чипсета, где записываются значения конфигурации настроек BIOS.

Чтобы записанные значения не были потеряны, контроллер обеспечивается питанием от аккумулятора. Поэтому данные о конфигурации компьютера находятся в памяти,даже во время долгого не выключения компьютера.

BIOS представляет собой графический интерфейс с меню и различными опциями:

Standard CMOS Features - содержит стандартные настройки аппаратных средств и установку системной даты и времени
Advanced BIOS Features – установка стартовой конфигурации компьютера и параметров BIOS
Advanced Chipset Features – содержит настройки параметров чипсета
Integrated Peripherals – настройки параметров периферийных устройств
Power Management Setup – настройки параметров энергосбережения
PnP/PCI Configurations – настройки конфигурации шины PCI.
Load Fail-Safe Default и Load Optimized Defaults – восстановление настроек BIOS
Set Password – установка пароля на BIOS
Save & Exit Setup – запись в CMOS новой конфигурации к перезагрузке компьютера
Exit Without Saving – не вносить какие-либо изменения в конфигурацию компьютера
SoftMenu III Setup – выставление параметров процессора без использования джамперов
PC Health Status – мониторинг температуры узлов компьютера

Хранение данных

Дисковод - носитель данных, которые записываются путем изменения намагниченности магнитного покрытия диска в направлении север-юг и юг-север, создавая логические состояния 1 или 0.

Для записи и чтения данных диск разбивается на специальные участки - дорожки и секторы, путем форматирования.

При логическом разбиении диски разделяются на системную область и область хранения данных.

В системной области размещаются:

Загрузочная запись диска
Таблицы размещения файлов
Корневой каталог файлов

В области данных размещаются различные файлы.

Фрагментированный диск - диск, на котором значительное число файлов размещено по поверхности отдельными фрагментами.

Жесткий диск - устройство для хранения данных, на которое данные записываются и считываются специальными головками. При записи на головку подается положительный сигнал, а затем отрицательный. При чтении головка регистрирует моменты изменения полярности магнитных полей и выдает импульсы, соответствующие моменту изменения полярности, после чего импульсы декодируются в последовательность двоичных данных и при записи цифровые данные преобразуются в электрические сигналы.

Характеристики жестких дисков:

Емкость
Время безотказной работы
Быстродействие

Кэш-память жесткого диска - физические ячейки памяти в контроллере диска. Диски делятся на дорожки и секторы. Каждая дорожка отмечена номером головки и порядковым номером на диске относительно внешнего края. Секторы нумеруются своим порядковым номером относительно начала дорожки и начинается с 1, а головки и цилиндры - с 0.

Чтобы операционная систем видела диск и загружалась с него, проводятся следующие операции:

Форматирование диска на низком уровне или физическое форматирование
Разбиение диска на разделы
Форматирование диска на высоком уровне, форматирование разделов
Копирование операционной системы на диск, делая дис загрузочным

Компакт-диск (CD-ROM) - оптический носитель данных в виде пластикового диска с отверстием в середине. Запись и чтение производится с помощью лазера.

Плюсы и минусы CD-ROM:

компакт-диски надежней в транспортировке
компакт-диск имеет большую емкость
компакт-диск почти не изнашивается
низкая скорость доступа к данным

Основные характеристики CD-ROM:

Скорость передачи данных.
Среднее время доступа.
Объем буферной памяти.
Коэффициент ошибок.
Средняя наработка на отказ.
Тип интерфейса.
Перечень поддерживаемых форматов CD.
Параметры трактов воспроизведения.
Конструкция привода.
Комплект поставки программного обеспечения

Мониторы

Монитор - устройство отображение данных в виде текста и графики.

Мониторы можно разделить на:

Мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)
Мониторы на основе жидких кристаллов (жидкокристаллические) или LCD-мониторы (Liquid Crystal Display).

Пиксели - дискретные точки люминофор, представляющие собой элемент изображения на экране монитора.

Мониторы на основе ЭЛТ разделяются на:

Аналоговые - мониторы с аналоговым сигналом данных, с параметрами в виде функции времени и непрерывным множеством возможных значений
Цифровые - мониторы с цифровым сигналом данных, в виде последовательных цифровых значений

Видеоадаптер - устройство, преобразующее данные, хранящиеся на компьютере, в графическое отображение на экране монитора.

Характиристики видеоадаптера:

Максимальное разрешение и частоты разверток
Максимальное количество оттенков цветов
Скорость обработки и передачи видеоинформации, определяющие производительность видеосистемы и компьютера

Элементы видеокарты:

Видеопамять для хранения цифрового изображения
Набор микросхем для обработки цифрового изображения и преобразования его в видеосигнал
Схемы интерфейса с шиной ввода-вывода
ROM Video BIOS для управления видеосистемой
Цифроаналоговый преобразователь, для преобразования цифровых данных из видеопамяти, в видеосигнал

Звуковая карта - аппаратное обеспечение компьютера для обработки звука. В звуковую карту входит:

Запись и воспроизведение звука
Синтезатор
Интерфейсы
Микшер
Акустическая система

MIDI - цифровой интерфейс музыкальных инструментов

Клавиатура и мышь

Клавиатура - устройство ввода данных в компьютер. Скан-код является однобайтовым числом, идентификационным номером, которые присваиваются клавишам.

При нажатии на клавишу специальный сигнал регистрируется контроллером клавиатуры и передается в виде скан-кода в материнскую плату. Затем он поступает в контроллер интерфейса клавиатуры, где инициализируется аппаратное прерывание IRQ. Процессор выполняет процедуру анализирующую скан-код. Прерывание выполняется специальной программой в составе BIOS. Скан-код переводится в кодм символа и помещается в буфер клавиатуры.

Мышь - устройство ввода данных, управления курсором на экране монитора для подачи команд.

Сканер

Сканер - устройство для ввода данных и создания з них цифрового изображения.

Способ формирования изображения:

Линейный (типовые).
Матричный (игольчатые).
Принтеры ударного типа.
Принтеры безударного типа.
Струйные принтеры.
Графопостроители (фломастерные или каплеструйные).
Лазерные принтеры (разновидность светодиодные принтеры).
Термопринтеры.
Твёрдочернильные принтеры.
Сублимационные принтеры.
3D-принтеры.
Фотонные принтеры.

Кинематический механизм:

Ручной.
Настольный.
Комбинированный.

Тип сканируемого изображения:

Черно-белый.
Полутоновый.
Цветной.

Прозрачность оригинала:

Отражающий.
Прозрачный.

Аппаратный интерфейс:

Специализированный.
Стандартный.

Программный интерфейс:

Специализированный.
TW AIN-совместимый.

Компьютерная сеть

Локальная сеть - объединение нескольких компьютеров с помощью аппаратного и программного обеспечения.

MAN (Metropolitan Area Network) - сеть объединенных компьютеров в пределах города.

WAN (Wide Area Network) – сеть соединяющая компьютеры несколько стран.

GAN (Global Area Network) – сеть, соединяющая компьютеры на разных континентах.

PC-PC (псевдосеть) – соединение двух компьютеров через последовательный интерфейс с помощью простого кабеля, называемого кабелем нуль-модема.

Одноранговая сеть – не имеет центрального компьютера и работает без резервирования файлов.

Сеть типа клиент-сервер – мощный компьютер, сервер или файловый сервер, соединенный с отдельными рабочими станциями

Топология звезда – сеть компьютеров объединённых в звезду.

Плюсы

Повреждение кабеля для одного компьютера не сказываются на работе всей сети.
Простое подключение, соединение компьютера только с сервером
Безопасная защита от несанкционированного доступа
Высокая скорость передачи данных от компьютера к серверу

Минусы

Затрудненное подключение к удаленным компьютерам вне центральной сети
Скорость передачи от компьютера к серверу - быстрая, а скорость передачи между отдельными компьютерами - не очень быстрая
Можность сети зависит от возможностей сервера
Невозможна работа между компьютерами без сервера

Кольцевая топология – все компьютеры и сервер соединены по кольцу, по которому посылаются данные и адрес получателя.

Плюсы

Данные проходят по кругу между соединенными компьютерами
Длина сети не имеет значения

Минусы

Время передачи данных увеличивается в зависимости от количества подключенных к кольцу сети компьютеров
Каждый компьютер отвечает за передачу данных. Выход из строя одного компьютера отразится на всей сети.
Для подключения новых компьютеров сеть должна на время быть выключена

Топология шины – к сети подключены сервер и отдельные рабочие станции.

Плюсы