Budowa komputera

Autor: Kamila Gładki

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?

• 1. Monitor • 2. Płyta główna • 3. Procesor • 4. Gniazda kontrolerów

dysków twardych (ATA) • 5. Kości pamięci operacyjnej

(RAM) • 6. Karty rozszerzeń • 7. Zasilacz • 8. Napęd optyczny (CD/DVD) • 9. Dysk twardy (HDD) • 10. Klawiatura • 11. Mysz

PŁYTA GŁÓWNA• Płyta główna (ang. mainboard) –

najważniejsza płyta drukowana urządzenia elektronicznego, na której zamontowano najważniejsze elementy urządzenia, umożliwiająca komunikację wszystkim pozostałym komponentom i modułom.

• W komputerze na płycie głównej (ang. motherboard) znajdują się procesor, pamięć operacyjna lub gniazda do zainstalowania tych urządzeń oraz gniazda do zainstalowania dodatkowych płyt zwanych kartami rozszerzającymi (np. PCI), urządzeń składujących (dyski twarde, napędy optyczne itp.) i zasilacza. W niektórych konstrukcjach także innych urządzeń zewnętrznych (port szeregowy, port równoległy, USB, złącze klawiatury, złącze myszy).

Budowa płyty głównej:

• Kontrolery poszczególnych urządzeń zgrupowane są głównie w dwóch mostkach – północnym i południowym.

• Mostek północny, podłączony bezpośrednio do procesora przy pomocy FSB, zawiera kontroler pamięci oraz kontroler szyny graficznej. W przypadku zintegrowania kontrolera pamięci z procesorem mostek ten może nie występować, wówczas bezpośrednio do procesora podłączany jest przez HyperTransport mostek południowy.

• Mostek południowy, podłączony do mostka północnego, może zawierać kontrolery PCI, USB, dźwięku, Ethernetu, dysków (ATA, SATA) itp. Do niego też zazwyczaj podłączone są dodatkowe zewnętrzne kontrolery (np. IEEE 1394).

• Na płycie głównej umieszczony jest także zegar czasu rzeczywistego.

KARTA GRAFICZNA

• Karta graficzna, często określana też mianem akcelerator grafiki, to element komputera tworzący sygnał dla monitora.

• Podstawowym zadaniem karty graficznej jest przechowywanie informacji o tym jak powinien wyglądać obraz na ekranie monitora i odpowiednim sterowaniu monitorem. Pierwsze karty graficzne potrafiły jedynie wyświetlać znaki alfabetu łacińskiego ze zdefiniowanego w pamięci karty generatora znaków - tryb tekstowy. Kolejna generacja kart graficznych potrafiła już wyświetlać w odpowiednim kolorze poszczególne punkty (piksele) - tryb graficzny. Nowoczesne procesory graficzne udostępniają wiele funkcji ułatwiających i przyśpieszających pracę programów. Możliwe jest narysowanie odcinka, trójkąta, wieloboku, wypełnienie ich zadanym kolorem lub wzorem, tzw. akceleracja 2D. Większość kart na rynku posiada również wbudowane funkcje ułatwiające tworzenie obrazu przestrzeni trójwymiarowej, tzw. akceleracja 3D. Niektóre posiadają zaawansowane algorytmy potrafiące na przykład wybrać tylko widoczne na ekranie elementy z przestrzeni.

Budowa karty graficznej:

• Większość kart graficznych (i wszystkie współczesne) składają się z następujących elementów:

• Procesor graficzny (GPU) - odpowiedzialny za generowanie obrazu w pamięci obrazu

• Pamięć obrazu - VideoRAM, bufor ramki (ang. framebuffer) - przechowuje cyfrowe dane o obrazie

• Pamięć ROM - pamięć przechowująca dane (np. dane generatora znaków) lub firmware karty graficznej, obecnie realizowana jako pamięć flash EEPROM

• DAC (ang. Digital-to-Analog Converter) przetwornik cyfrowo-analogowy - odpowiedzialny za przekształcenie cyfrowych danych z pamięci obrazu na sygnał sterujący dla monitora analogowego; w przypadku kart wyłącznie z wyjściem cyfrowym DAC nie stosuje się

• Interfejs do systemu komputerowego - umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą graficzną - zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express

• Interfejs na slocie karty graficznej - zazwyczaj P&D, DFP, VGA, DVI, HDMI, DisplayPort

• Wiele z kart graficznych posiada także: • Framegrabber - układ zamieniający zewnętrzny, analogowy sygnał

wideo na postać cyfrową • Procesor wideo - układ wspomagający dekodowanie i przetwarzanie

strumieniowych danych wideo; w najnowszych konstrukcjach zintegrowany z procesorem graficznym.

PROCESOR

• Procesor (ang. processor) nazywany często CPU (ang. Central Processing Unit) - urządzenie cyfrowe sekwencyjne potrafiące pobierać dane z pamięci, interpretować je i wykonywać jako rozkazy. Wykonuje on bardzo szybko ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora.

• Współczesne procesory (zwane mikroprocesorami) wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w hermetycznej obudowie, często posiadającej złocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na własności stykowe tego metalu). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź). Ważnym parametrem procesora jest rozmiar elementów budujących jego strukturę. Im są one mniejsze tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa częstotliwość pracy.

DYSK TWARDY

• Dysk twardy – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" (hard disk drive) powstała w celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. "dysków miękkich", czyli dyskietek (floppy disk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na elastyczne podłoże, a nie jak w dysku twardym na sztywne.

Budowa dysku twardego:

• Dysk stały składa się z zamkniętego w obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy, wykonanych najczęściej ze stopów aluminium, o wypolerowanej powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym (grubości kilku mikrometrów) oraz z głowic elektromagnetycznych umożliwiających zapis i odczyt danych. Na każdą powierzchnię talerza dysku przypada po jednej głowicy odczytu i zapisu. Głowice są umieszczone na elastycznych ramionach i w stanie spoczynku stykają się z talerzem blisko osi, w czasie pracy unoszą się, a ich odległość nad talerzem jest stabilizowana dzięki sile aerodynamicznej (głowica jest odpychana od talerza podobnie jak skrzydło samolotu unosi maszynę) powstałej w wyniku szybkich obrotów talerza. Jest to najpopularniejsze obecnie rozwiązanie (są też inne sposoby prowadzenia głowic nad talerzami).

PAMIĘĆ RAM

• RAM (ang. Random Access Memory) - jest to podstawowy rodzaj pamięci cyfrowej zwany też pamięcią użytkownika lub pamięcią o dostępie swobodnym. Choć nazwa sugeruje, że oznacza to każdą pamięć o bezpośrednim dostępie do dowolnej komórki pamięci (w przeciwieństwie do pamięci o dostępie sekwencyjnym, np. rejestrów przesuwnych), to nazwa ta ze względów historycznych oznacza tylko te rodzaje pamięci o bezpośrednim dostępie, które mogą być też zapisywane przez procesor, a wyklucza pamięci ROM (tylko do odczytu), pomimo iż w ich przypadku również występuje swobodny dostęp do zawartości.

KARTA DŹWIĘKOWA

• Dzisiejsze komputery nie obędą się bez tak ważnego elementu jakim jest karta dźwiękowa (muzyczna). Bezpowrotnie minęły czasy kiedy to z naszego peceta wydobywał się charakterystyczny klik, którego nie jestem w stanie nazwać, lecz pewnie ci bardziej doświadczeni przedstawiciele naszego społeczeństwa świetnie go pamiętają. Różnorodność funkcji jakie oferuje karta dźwiękowa jest bardzo duża. Dzięki niej możemy oglądnąć film, posłuchać ulubionej muzyki czy porozmawiać ze znajomymi przez skype. Nieraz efekty jakich możemy doświadczyć są porażające. Przy dobrym sprzęcie podczas oglądania filmu możemy usłyszeć świst kuli przelatującej nad lewym uchem, a nad głową usłyszeć trzepotanie skrzydeł motyla.

• Każdy ma w swoim komputerze kartę dźwiękową, lecz nie każdy może coś więcej powiedzieć na temat budowy czy jakości dźwięku, dlatego postaramy się przybliżyć jej budowę i funkcje.

Budowa karty dźwiękowej:

MONITOR

• Monitor - urządzenie wyjściowe, podłączone do komputera będące źródłem światła, wyświetlające na własnym ekranie obraz oglądany z drugiej strony przez oglądającego. Wyróżnia się monitory lampowe (kineskopowe) - CRT, monitory oparte na ciekłych kryształach (LCD), oraz monitory plazmowe.