Хардуер – основни елементи
Хардуер (Hardware) е понятие, с което се означава апаратната част на компютъра. Главните компоненти на хардуера, определящи възможностите на компютъра, са разположени в системната кутия (Case).
Към тях се отнасят:
Дънна платка (Motherboard или Main Board)
Дънната платка (дъното) представлява пластмасов лист, покрит с електрически проводници (писти), който свързва всички компоненти и устройства. В зависимост от нейните параметри се определят характеристиките на компютъра – вида на процесора, вида и обема на паметта и възможностите за обновяване (upgrade).
Дънната платка е изградена около няколко много мощни информационни канала. Това са шини, които свързват всички компоненти един с друг. Шината (Bus) е съвкупност от проводници за пренос на данни (чрез електрически сигнали). Всяко устройство е свързано към някоя от шините. Съществуват няколко типа шини:
FSB (Front Side Bus) – високоскоростна шина, използвана от процесора за пренос на данни;
PCI (Peripheral Component Interconnect) – основна входно-изходна шина;
USB (Universal Serial Bus) – универсална серийна шина. USB устройствата могат да се свързват докато комютърът работи.
На дънната платка е разположен чипсетът (Chipset), който съдържа основния набор от контролери – на процесорната шина, на паметта, за вход и изход и др. Конторлерите са малки електронни вериги, които управляват движението на информацията от едно устройство към друго. Чипсетът служи за мост между отделните шини. Той осъществява връзката между процесора и останалите компоненти.
Върху дънната платка има запоени разширителни слотове, чрез които директно се монтира компонент (например звукова карта – Sound card, видеокарта – Video card, мрежова карта – LAN card или RAM памет). При някои дънни платки под формата на чипове са интегрирани (директно монтирани) звукови, мрежови и дори видеокарти.
Мястото, където се поставя процесорът, се нарича цокъл (Socket). Цокълът определя типа на процесора, който може да се свърже с дъното. Цокъл Socket 478 означава, че процесорът трябва да има 478 електронни контакти (крачета).
Дънната платка съдържа и определен брой входове и изходи, наречени портове, към които се свързват различните устройства. Към тях се отнасят:
– портове за клавиатура и мишка;
– серийни (COM1 и COM2), паралeлен (LPT1) и USB (Universal Serial Bus) портове.
Чрез стандартен конектор дънната платка се свързва със захранващото устройство на компютъра, намиращо се в кутията.
Захранващият блок (Power Supply) преобразува стандартното напрежение в мрежата до необходимото за захранване на дънната платка, процесора и всички останали компоненти.
Мощността на захранващия блок се измерва във ватове (W) и е неговата най-важна характеристика. От нея зависи мощността и броя на компонентите, които могат да се включат в системата.
Централен процесор (CPU – Central Processing Unit)
Централният процесор изпълнява инструкции на програми и обработва цялата информация, а шините осигуряват нейния трансфер.
Той притежава пълен контрол върху всички останали компоненти. В един компютър може да има няколко процесора, но един от тях е главен – CPU.
Процесорът представлява малка интегрална схема, съдържаща милиони транзистори, която е затворена в по-голяма керамична или направена от органичен материал квадратна подложка. По-големият размер е необходим, тъй като трябва да има място за всички електронни контакти (крачета), използвани за свързване на процесора с дъното.
Всички процесори имат работна скорост (тактова честота), която се регулира от малък кристал (кварцов генератор). Кристалът вибрира непрекъснато с много голям интензитет в секунда. С всеки тактов удар се изпраща импулс към процесора, като всеки импулс го кара да извършва една (или повече) задачи. Броят на тактовите удари в секунда се измерва в херци (Hz). Тъй като кристалът на процесора трепти милиони пъти в секунда,тактовата честота на процесора се измерва в мегахерци (МНz).
Броят на битовете, които процесорът може да предава едновременно, се наричаразрядност. Първите съвременни компютри са изградени на базата на 8 битови процесори, след което се появяват 16 битовите. Най-разпространените в момента процесори са 32 битови. Постепенно навлизат по-новите 64 битови процесори. Очаква се появата на 128 битови процесори.
Оперативна памет
Оперативната памет представлява съвкупност от интегрални схеми (чипове). Съществуват два вида памет:
ROM (Read Only Memory) – енергонезависима памет само за четене.
В ROM паметта е записана една част от BIOS (Basic Input Output System) – основна входно/изходна система.
BIOS изпълнява ролята на програма за начално зареждане, при което се диагностицират всички налични хардуерни компоненти.
Чрез BIOS се управлява и разпределя работата на устройствата в компютъра преди зареждането на операционната система и драйверите от твърдия диск.
Освен това в BIOS се съхраняват множество настройки за управление на ресурсите на компютъра (запазване на системните дата и час, информация за твърдия диск, настройки на паметта, данни за процесора, последователност на инициализиране на устройствата и др.).
Цялата информация в ROM се въвежда при самото производство на чипа и след това неговото съдържание не може да бъде изтрито от потребителя.
RAM (Random Access Memory) – памет с произволен достъп.
Тя служи за съхраняването на динамична информация – използваните в момента програми и файлове с данни.
RAM паметта се измерва в мегабайтове (МВ) и може да бъде с кратна на 8 стойност (например 32, 64, 128, 512МВ и повече).
Скоростта на чиповете RAM се измерва в наносекунди (ns).
Най-разпространените видове RAM памет са:
SD RAM (Synchronous DRAM) – синхронизирана динамична оперативна памет, която работи в синхрон със системната шина;
DDR RAM (Double Data Rate RAM) – памет с удвоена скорост на данни, изпращаща два информационни пакета за един работен такт;
Rambus RAM – прехвърля по-малко информация за един работен такт, но има изключително високи тактови честоти.
При изключване на компютъра цялото съдържание на RAM паметта изчезва.
Твърд диск (HDD – Hard Disk Drive)
Програмите и данните в компютъра се съхраняват основно върху твърдия диск. Твърдите дискове дават възможност за съхраняване на голям обем от данни (паметта им се измерва в GB).
Освен капацитета на твърдия диск (обема на съхраняваните данни) е от значение и бързодействието му, което се определя от допълнителни параметри – интерфейс, брой обороти за единица време и др.
Стандартното местоположение на твърдия диск е в системната кутия на компютъра. В един компютър може да има няколко твърди диска.
За запаметяване на данни върху твърдия диск се използва магнитна технология.
Периферни устройства
Входни
Клавиатура (Keyboard) – средство за въвеждане на данни и задаване на команди.
Мишка (Mouse) – най-разпространените мишки имат два бутона и ролка (скрол – Scroll). С натискане на ляв бутон се посочва (избира) обект, а с натискане на десен се отваря меню със съответни команди. Ролката дава възможност за по-лесна навигация.
Монитор (Display) – основно изходно устройство, наричано още дисплей или екран. Управлява се от видеокарта, която се монтира на дънната платка. Видеокартата преобразува данните от компютъра в разбираеми за монитора сигнали. Важна характеристика на видеокартата е нейната видео памет (VRAM).
Съвременните монитори се придържат към стандарт SVGA (Super Video Graphics Array), според който могат да показват до 16,8 милиона цвята и имат разделителна способност 1280х1024. По-висока разделителна способност определя по-добро качество на изображението.
Размерът на екрана се определя в инчове (1инч=2,54см). Съвременните монитори са с големина 15, 17 и 21 инча.
Тонколони – възпроизвеждат звуков сигнал от компютъра.
Комуникационни
Модем – устройство, чрез което компютърът преобразува цифрови данни в аналогови и обратно и по този начин използва традиционната аналогова телефонна мрежа за връзка с други компютри (с Интернет). Съществуват и кабелни модеми, използващи телевизионната кабелна мрежа. Модемите биват вътрешни и външни: