Основне компонування частин комп'ютера й зв'язок між ними має назву архітектура комп'ютера.

Комп'ютер – це пристрій, призначений для виконання чітко визначеної послідовності дій по обробці інформації. Іноді комп'ютер називають ЕОМ - електронно-обчислювальна машина.

Загальна схема будови сучасного комп'ютера була представлена американським математиком Джоном фон Нейманом в 1945 р. За цією схемою комп'ютер складається із таких головних частин: центрального процесора (ЦП), пам'яті та периферійних пристроїв для введення й виведення інформації.

ЦП – це основний робочий елемент комп'ютера, що виконує безпосередньо дії над інформацією.

Пам'ять ­– пристрій, призначений для зберігання інформації з метою її витягу та перетворення.

Інформація, збережена в пам'яті, складається з даних і команд для їхньої обробки.

Таким чином, пам'ять зберігає інформацію, а ЦП виконує її обробку.

Для обміну інформацією між людиною й комп'ютером у загальну схему додані периферійні пристрої, які діляться на 2 категорії: пристрої введення та пристрої виведення.

Апаратна складова персонального комп'ютера.

Персональний комп'ютер – універсальна технічна система. Його конфігурацію (склад обладнання) можна гнучко змінювати в міру необхідності. Проте, існує поняття базової конфігурації, яку вважають типовою. У такому комплекті комп'ютер звичайно поставляється. Поняття базової конфігурації може змінюватися.

Крім комп'ютерів з базовою конфігурацією все більше поширення дістають мультимедійні комп'ютери, оснащені додатковими пристроями для введення та виведення інформації: принтер, сканер, колонки, навушники, веб-камера.

Системний блок є основним вузлом, усередині якого встановлені найбільш важливі компоненти комп'ютера. Він являє собою металевий корпус, що містить системну плату з набором вмонтованих пристроїв. Пристрої, що знаходяться всередині системного блоку, називають внутрішніми, а пристрої, що підключаються до нього ззовні, – зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, призначені для введення, виведення і тривалого зберігання даних, також називають периферійними. На вигляд системні блоки розрізняються формою корпусу. Корпуси персональних комп'ютерів випускають в горизонтальному (desktop) і вертикальному (tower) виконанні. Корпуси, що мають вертикальне виконання, розрізняють по габаритах: повнорозмірний (big tower), середньорозмірний (midi tower) і малорозмірний (mini tower). Серед корпусів, що мають горизонтальне виконання, виділяють плоскі і особливо плоскі (slim).

Корпуси системних блоків поставляються разом з блоком живлення, тому потужність блоку живлення також є одним з параметрів корпусу. Для масових моделей достатньою є потужність блоку живлення 300-350 Вт. На малюнку наведено схему розташування основних компонентів системного блоку.

Основні внутрішні пристрої персонального комп'ютера

Електронні схеми:

Материнська плата – основна плата персонального комп'ютера, що представляє із себе аркуш стеклотекстоліта, покритий мідною фольгою. Шляхом травлення фольги одержують тонкі мідні провідники, які з'єднують електронні компоненти.

На материнської платі розміщуються:

• процесор (мікропроцесор, центральний процесор, CPU) - основна мікросхема, що виконує більшість математичних і логічних операцій. Тип процесора визначається відповідно до фірми-виробника, розрізняють процесори Intel (Pentium, Celeron, Core2 Duo тощо), AMD (AMD64, Duron, Athlon тощо) та інші.

• оперативна пам'ять (оперативний запам'ятовувальний пристрій, ОЗП, RAM) – швидкодіюча пам'ять, призначена для запису, зберігання та читання інформації у процесі її обробки. Уявлення про те, скільки оперативної пам'яті повинне бути в типовому комп'ютері, безупинно змінюється.

Оперативна пам'ять у комп'ютері розміщається на стандартних панелях, які називають модулями. Модулі оперативної пам'яті вставляють у відповідні гнізда на материнській платі.

У середині 80-х років об'єм пам'яті розміром 1 Мбайт здавалося величезним, на початку 90-х років достатнім уважався обсяг 4 Мбайт, до середини 90-х років він збільшився до 8 Мбайт, а потім і до 16 Мбайт. Пару років тому типовим уважався розмір оперативної пам'яті 512 Мбайт – 1 Гбайт, сьогодні нам звично використовувати оперативну пам'ять розміром 2, 4 або 8 Гбайт, але ця величина безупинно збільшується.

• шини – групи провідників, якими процесор пов'язаний з іншими пристроями комп'ютера, і в першу чергу з оперативною пам'яттю. Основних шин три: шина даних, адресна шина і командна шина.
• ПЗП (постійний запам'ятовувальний пристрій) – мікросхема, призначена для тривалого зберігання даних, у тому числі й коли комп'ютер вимкнений.
• мікропроцесорний комплект (чипсет) – набір мікросхем, що керують роботою центрального процесору, оперативної пам'яті і постійного запам'ятовуючого пристрою, кеш-пам'яттю, системними шинами й інтерфейсами передачі даних, а також низкою периферійних пристроїв.
• слоти – гнізда для підключення додаткових пристроїв.

Жорсткий диск (вінчестер, hard disk, HDD) – основний пристрій для довготривалого зберігання великих об'ємів даних і програм. Насправді це не один диск, а група співвісних дисків, що мають магнітне покриття і обертаються з високою швидкістю. Таким чином, цей «диск» має не дві поверхні, як повинно бути у звичайного плоского диска, а 2*n поверхонь, де n – число окремих дисків в групі.

Над кожною поверхнею розташовується головка, призначена для читання-запису даних. При високих швидкостях обертання дисків (90-250 об/с) у зазорі між головкою й поверхнею утвориться аеродинамічна подушка, і головка парить над магнітною поверхнею на висоті, що складає декілька тисячних часток міліметра.

Основною характеристикою будь-якого магнітного диска є його ємність. Ємність показує, скільки інформації можна записати на диск. Ємність сучасного вінчестера звичайно виміряється в сотнях Гбайт або в Тбайтах.

Інформація на жорсткому диску може зберігатися протягом років, проте іноді потрібне її перенесення з одного комп'ютера на іншій. Не дивлячись на свою назву, жорсткий диск є вельми крихким приладом, чутливим до перевантажень, ударів і поштовхів.

Накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM, DVD-ROM). Процес запису та зчитування інформації для цих дисків здійснюється за допомогою лазера. Головна відмінність DVD-дисків від CD-дисків - це об’єм інформації, який може бути записаний на такому носії. Стандартні CD-диски мають діаметр 120 мм та можуть вмістити близько 80 хвилин нестисненого аудіо або близько 700 Мбайт даних. Mini CD мають різні діаметри в інтервалі від 60 до 80 мм; вони іноді використовуються для CD-синглів, запису до 24 хвилин аудіо-файлів, або використовуються для установки драйверів пристроїв. На DVD-диск може бути записано від 4.7 до 13 Гбайт. Буває, що CD або DVD диски можна використовувати для запису тільки 1 раз (тоді їх називають CD-R або DVD-R), а вигідніше використовувати RW диски, які є багаторазово перезаписуваними (тоді їх називають CD-RW або DVD-RW).

Накопичувачі на гнучких магнітних дисках. Сьогодні їх можна зустріти тільки в старих зразках комп'ютерів. Гнучкі магнітні диски (дискети) використовують для переносу невеликих об’ємів інформації.

Перший комп'ютер IBM PC був випущений в 1981 році. До нього можна було підключити зовнішній накопичувач, що використовує однобічні гнучкі диски діаметром 5,25 дюйма. Ємність диска становила 160 Кбайт. У наступному році з'явилися аналогічні двосторонні диски ємністю 320 Кбайт. Починаючи з 1984 року випускалися гнучкі диски 5,25 дюйма високої щільності (1,2 Мбайт). У наші дні диски розміром 5,25 дюйма не використовуються, і відповідні дисководи в базовій конфігурації персональних комп'ютерів після 1994 року не поставляються.

Гнучкі диски розміром 3,5 дюйми випускають із 1980 року. Однобічний диск звичайної щільності мав ємність 180 Кбайт, двосторонній – З60 Кбайт, а двосторонній подвійної щільності – 720 Кбайт. Кінцевим стандартом вважаються диски розміром 3,5 дюйми високої щільності. Вони мають ємність 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) і маркіруються буквами HD (high density – висока щільність).

Накопичувач з діаметром 3.5 дюйма можна зустріти в магазинах до сих пір. Також, саме такий вид дискети є впізнаваним. У більшості програм клавіша із позначкою 3.5-дюймової дискети означає збереження дій.

Гнучкі диски є малонадійними носіями інформації. Пил, бруд, волога, температурні перепади й зовнішні електромагнітні поля дуже часто стають причиною часткової або повної втрати даних, що зберігалися на гнучкому диску. Тому використовувати гнучкі диски як основний засіб зберігання інформації було неприпустимо. Їх використовували тільки для транспортування інформації або в якості додаткового (резервного) засобу зберігання. З приходом 2010-х років всі світові ІТ-корпорації почали відмовлятися від виробництва дискет.

Органи управління. На передню панель системного блоку виведені наступні органи управління і індикації:

– кнопка увімкнення комп'ютера Power;

– кнопка загального скидання Reset;

– декілька USB-роз’ємів;

– роз'єми для підключення колонок і мікрофону;

– індикатори роботи комп'ютера і жорсткого диска.

Монітор

Монітор – це основний пристрій для виведення на екран текстової та графічної інформації.

Існують 3 типи моніторів:

1. На основі електронно-променевої трубки (CRT). Найстарішим на сьогоднішній день є монітор, який працює з електронно-променевою трубкою. Це монітори, які вже практично не зустрічаються в продажу. Принцип роботи моніторів на ЕПТ аналогічний принципу роботи телевізора. Основний елемент дисплея - електронно-променева трубка. Її передня, звернена до глядача частина з внутрішньої сторони покрита люмінофором - спеціальною речовиною, здатним випромінювати світло при попаданні на нього швидких електронів. Люмінофор наноситься у вигляді наборів точок трьох основних кольорів - червоного, зеленого і синього. На протилежному боці трубки розташовані три (за кількістю основних кольорів) електронні гармати. Всі три гармати "націлені" на один і той же піксель, але кожна з них випромінює потік електронів в сторону "своєї" точки люмінофора. Щоб електрони безперешкодно досягали екрану, з трубки відкачується повітря, а між гарматами і екраном створюється висока електрична напруга, що прискорює електрони. Перед екраном на шляху електронів ставиться маска - тонка металева пластина з великою кількістю отворів, розташованих навпроти точок люмінофора. Маска забезпечує попадання електронних променів тільки в точки люмінофора відповідного кольору. Величиною електричного струму гармат і, отже, яскравістю світіння пікселів, управляє сигнал, що надходить з відеоадаптера.
2. Рідкокристалічні (LCD). Рідкокристалічні монітори на сучасному комп'ютерному ринку займають лідируюче положення. Їх переваги очевидні. По-перше, LCD-монітори дуже компактні, по-друге, вони не мерехтять. До цього можна додати хорошу якість (чіткість) зображення і відсутність електромагнітного випромінювання. Таким чином, LCD-монітор можна зручно і компактно розмістити на робочому столі, отримувати задоволення від роботи і перегляду фільмів на екрані, і що найважливіше, берегти при цьому свій дорогоцінний зір.
3. Плазмові (PDP). Прообразом для створення плазмових екранних матриць (Plasma Display Panels) стали самі звичайні лампи денного освітлення. Плазмові монітори складаються з порожнистої скляній панелі, заповненої газом. На поверхню внутрішньої сторони стінок виведені мікроскопічні електроди, що утворюють дві симетричні матриці, а зовні ця конструкція покрита шаром люмінофора. Коли на контакти подається струм, між ними виникає крихітний розряд, який змушує світитися (в ультрафіолетової частини спектра) розташовані поруч молекули газу. Наслідком цього є висвітлення ділянки люмінофора, як це відбувається в звичайних ЕЛТ-моніторах.
4. Світлодіодні (LED). Сучасні монітори відрізняються компактними габаритами і високою якістю переданої картинки. Однак вони не всі побудовані на рідких кристалах. Моделі, де встановлюються світлодіоди, називаються LED-моніторами. Найчастіше світлодіоди використовуються при побудові екранів великого і надвеликого формату. Для побудови зображення в таких моніторах використовуються світлодіоди, кожен з яких відповідає за передачу одного або декількох кольорів і виступає в якості одного субпікселя або пікселя, відповідно. Завдяки тому, що світлодіоди є самостійними джерелами світлового випромінювання, вони дозволяють побудувати картинку з максимальною яскравістю і контрастом. Проте у них є інший істотний недолік, а саме порівняно великий розмір самих світлодіодів.
5. Сенсорний монітор – це пристрій зі спеціальним покриттям, яке замінює клавіатуру і мишу. Екран реагує на дотики, це дозволяє працювати за допомогою натискання на місця розташування необхідних слів і картинок. Іншими словами - дотики до сенсорної панелі рівносильні підводу миші до значка і натискання на її ліву клавішу. А подвійне торкання на одне і те ж місце - подвійне клацання миші. Якщо необхідно виділити слово, необхідно просто провести пальцем. У більшості випадків такі монітори використовуються для роботи в офісах і в громадських місцях. Сенсорний інтерфейс простий у використанні, тому робота з таким монітором проста, зрозуміла, крім того економиться час і ймовірність помилки значно зменшується. Завдяки відсутності іншого пристрою введення, інтуїтивний інтерфейс забезпечує захист системи від несанкціонованого доступу. Сенсорний екран забезпечує простоту роботи з будь-якою програмою навіть для недосвідченого користувача.

Основні параметри моніторів:

1. Довжина діагоналі і пропорції монітора. Діагональ вимірюється в дюймах. 1 дюйм дорівнює 2,54 сантиметра. Дюйм при позначенні діагоналі монітора зображується знаком лапки " – у вигляді подвійного штриха. Можна зустріти моделі моніторів з діагоналлю, що дорівнює 19, 21, 23, 27 і більше дюймів. У моніторів розмір в дюймах може бути однаковим, при цьому за пропорціями вони будуть відрізнятися.

Що стосується пропорцій (співвідношення довжини і ширини сторін монітора), то найбільшого поширення набули три формати – 16: 9, 16:10, 4: 3.

Ці цифри означають наступне. 16:9 – це значить, що ширина монітора (по горизонталі) становить 16 умовних одиниць, а висота монітора (по вертикалі) становить 9 цих же самих умовних одиниць. Точніше, ширина монітора більше його висоти в 16 ділити на 9 раз, тобто, в 1,78 рази. А, наприклад, співвідношення 4: 3 означає, що ширина більше висоти лише в 4 поділене на 3 рази, тобто, в 1,33 рази.

Монітори зі співвідношенням сторін 16: 9 і 16:10 є широкоформатними. Вони добре підходять для перегляду широкоекранних і широкоформатних відео фільмів. На них зручно відкривати одночасно кілька вікон.

Монітори зі співвідношенням сторін 4:3 зручні для тих, хто працює з текстовими редакторами, з графічними файлами і т.п.

Таким чином для роботи часто бувають зручніше монітори зі співвідношенням сторін 4: 3, а для розваг 16:9. В наш час частіше використовуються широкоформатні монітори також і для роботи просто тому, що вони більш поширені.

2. Роздільна здатність або роздільність монітора.

Це кількість пікселів (точок, з яких формується дисплей) по вертикалі і горизонталі. Чим більше пікселів, тим більш якісне зображення може бути отримано. І навпаки, чим їх менше, тим зображення буде більш розмитим, менш чітким, менш якісним. Тому, якщо є бажання бачити більш чіткі картинки, потрібно мати більше пікселів.

Взагалі, піксель - це мінімальна точка на екрані монітора. З таких точок і складається вся картинка. Чим точок більше і чим ці точки менше, тим виходить більш чітке зображення. Звідси і необхідність мати більше пікселів для отримання картинки кращої якості.

Як правило, дозвіл залежить від розміру монітора і його пропорцій. Наприклад, досить часто можна зустріти:

у моніторів формату 16:10 дозвіл 1440х900,

у моніторів формату 4: 3 - дозвіл 1600х1200,

у моніторів формату 16: 9 - дозвіл 1920х1080.

Цифри, наприклад, 1920х1080 означають, що по горизонталі монітор має 1920 пікселів - мінімальних точок, з яких складається зображення, а по вертикалі монітор має 1080 пікселів. Всього на моніторі присутні: 1920 помножити на 1080 дорівнює 2 073 600 пікселів, тобто більше 2-х мільйонів малесеньких точок, з яких формується прекрасне чітке кольорове зображення.

Також до характеристик моніторів можна віднести: кути огляду, частоту оновлення екрану монітора, типи матриць та інше

Клавіатура

Клавіатура – це основний пристрій для введення в комп'ютер інформації від користувача. Вона є одним зі складових базової комплектації комп'ютера. За її допомогою вводять алфавітно-цифрові дані і керують роботою комп'ютера. Існує велике різноманіття видів комп'ютерних клавіатур, але принцип роботи з ними один і той же.

На стандартній клавіатурі 104 клавіші. Але багато сучасних комп'ютерних клавіатур крім стандартного набору забезпечуються додатковими клавішами (як правило, іншого розміру і форми), які призначені для спрощеного управління деякими основними функціями комп'ютера. Це можуть бути клавіші:

– управління гучністю звуку: голосніше, тихіше, включити або вимкнути звук;

– управління лотком в приводі для компакт-дисків: витягти диск, прийняти диск;

– управління аудіопрогравачем: грати, поставити на паузу, зупинити відтворення, аудіозапис вперед або назад, перейти до попереднього або наступного запису;

– управління мережевими можливостями комп'ютера: відкрити поштову програму, відкрити браузер, показати домашню сторінку, рухатися вперед або назад по історії відвіданих сторінок, відкрити пошукову систему;

– управління найбільш популярними програмами: відкрити калькулятор, відкрити файловий менеджер;

– управління станом вікон операційної системи: згорнути вікно, закрити вікно, перейти до наступного або попереднього вікна;

– управління станом комп'ютера: перевести в режим очікування, перевести в сплячий режим, вимкнути комп'ютер.

Так як багато хто з цих функцій відносяться до сфери мультимедіа, то такі клавіатури часто називаються «мультимедійними клавіатурами».

Клавіатура – це електронний пристрій, що містить усередині мікросхеми та інші деталі. Тому поводитися з нею слід дбайливо і акуратно. Не можна допускати забруднення клавіатури пилом, дрібним сміттям, металевими скріпками та ін. Також немає потреби сильно стукати по клавішах.

Enter одна з самих головних клавіш комп'ютера. Вона призначена для завершення введення команд і виклику їх виконання. Клавіша використовується для підтвердження будь-яких дій, для відкриття файлів, для запуску програм, для переходу на новий рядок. При наборі тексту вона служить для завершення введення абзацу.

Esc (Escape) розташована у верхньому лівому куті клавіатури і означає "Вихід, Скидання або Відміна". Зазвичай вона служить для відмови від щойно виконаної дії і скасовує попереднє дію користувача. Наприклад, якщо ви дивитеся якийсь відеоролик в повноекранному форматі, то, натиснувши на клавішу Esc, ви вийдете з повноекранного режиму.

Tab (табуляція) розташована у лівої верхньої частині клавіатури При редагуванні текстів Tab зазвичай використовується для переходу до наступної позиції табуляції, тобто після натискання на Tab курсор переміщається відразу на задану кількість позицій. В інших програмах її дія може змінюватися, наприклад, Tab може виконувати переключення між полями запиту, між клітинками таблиці або вікнами на екрані і т.п.

Backspace (стрілка вліво над клавішею Enter) при роботі з текстом видаляє останній символ зліва від курсору або весь виділений текст.

Shift це клавіша зміни регістру. Вона використовується для введення прописних (великих) букв та символів верхнього регістра. Щоб ввести такий символ або прописну букву потрібно нажати Shift і не відпускаючи її нажати потрібну клавішу. Тобто якщо клавіша Shift натиснута, тоді букви будуть друкуватися великими. Крім того, клавіша Shift часто використовується в комбінаціях з іншими клавішами

Caps Lock (в перекладі «фіксація великих букв») знаходиться на клавіатурі зліва. Їй відповідає центральний індикатор у верхньому правому куті клавіатури. Якщо не натискати на Caps Lock (тобто індикатор не горить) і зайти в текстовий редактор, то при введенні тексту всі букви будуть виводитися рядковими (маленькими). Якщо натиснути на Caps Lock (світловий індикатор горить), тоді при введенні тексту букви будуть виводитися прописними (великими). У цьому режимі при натисканні на клавішу Shift будуть виводитися рядкові (малі) літери (прямо протилежну дію того, що робиться в звичайному режимі, коли індикатор Caps Lock не горить).

Alt і Ctrl призначені для зміни значення інших клавіш. Призначення клавіш Ctrl і Alt дуже близькі. Клавіша Ctrl читається як "Контрол". Клавіша Alt читається як "Альт". Ці клавіші потрібні для розширення функціональності клавіш, тобто вони використовуються в комбінаціях з іншими клавішами для виконання будь-яких дій.

NumLock (в перекладі «фіксація цифр») включає і виключає цифрову клавіатуру в правій частині клавіатури. Вона відповідає за роботу малої цифрової клавіатури в двох режимах: якщо індикатор Num Lock світиться (тобто натиснули на клавішу Num Lock), тоді мала цифрова клавіатура працює в режимі введення цифр від 0 до 9 і точки. Цей режим зручний для введення чисел та розрахунків. Якщо індикатор Num Lock не горить, тоді мала цифрова клавіатура працює в режимі управління курсором (стрілки вгору, вниз, вправо, вліво, Home, End, PageUp, PageDown).

Print Screen збереження поточного стану екрана в буфері обміну (спеціальної області оперативної пам'яті). Колись давно ця клавіша справді робила те, про що каже її назва – надсилала текст поточного екрана на принтер. Сьогодні натискання клавіші PrtScn робить знімок всього екрана та копіює його до буфера обміну в пам’яті комп’ютера. Звідти його можна вставити (Ctrl + V) у Microsoft Paint або іншу програму і, якщо потрібно, роздрукувати з цієї програми. Натисніть клавіші Alt + PrtScn, щоб зробити знімок лише активного вікна, а не всього екрана.

Pause / Break. Команди Pause і Break придумані для DOS і все ще працюють в командному рядку Windows. Pause призначена для призупинення тексту, який з'являється після виконання команди, а іноді для постановки на паузу програми. На деяких комп'ютерах Pause також призупиняє завантаження BIOS, щоб користувач міг ознайомитися з результатами системного тесту.

Команда Break викликається натисканням Ctrl + Break і використовується для виходу з DOS-додатки і запуску нового рядка.

Scroll Lock (на клавіатурі зверху справа) - широко застосовувалася на початку 80-х років, коли не було маніпулятора миша. При включеному режимі Scroll Lock клавіші управління курсором виконували функцію пересування екрану (вгору, вниз, вліво, вправо). Коли режим Scroll Lock вимкнено, тоді клавіші управління курсором працюють в звичному для нас режимі - зміна положення курсору (вгору, вниз, вліво, вправо). Зараз на дію цієї кнопки можна подивитися, наприклад, в електронних таблицях Excel. Якщо запустити Excel і натиснути Scroll Lock, тоді клавіші управління курсором будуть пересувати таблицю, а не окрему виділену клітинку.

Повернутися до Лекції