Устройство ПК

Современный ПК состоит из трех основных блоков: системный блок, монитор и клавиатура, рассмотрим каждый из них подробнее.

Системный блок состоит из материнской платы, центрального процессора, модулей оперативной памяти, жесткого диска и т.д.(рис.7)

Материнская плата - это базовое устройство системного блока, в которое вставляются и к которому подключаются все остальные устройства. Через материнскую плату все устройства компьютера общаются между собой, обмениваются информацией и вообще могут работать друг с другом вместе. В материнскую плату могут быть интегрированы видеокарта, звуковая карта и сетевая карта.

Центральный процессор (CPU) или как еще его называют микропроцессор является основным рабочим компонентом компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

ЦП представляет собой интегральную схему (тонкая пластинка кристаллического кремния) прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы. Основная характеристика микропроцессоров это тактовая частота, которая измеряется в МГц. Современные ЦП продаются с тактовой частотой от 1700 до 4100 МГц.

Используются ЦП двух производителей Intel и AMD.

Видеокарта – это устройство системного блока, отвечающее за отображение картинки на экране монитора.

Звуковая карта - это устройство предназначенное для выводов звука от компьютера на колонки.

Блок питания преобразует напряжение из сети (220 Вольт) в меньшее напряжение (12 Вольт), используемое внутри компьютера.

Порты (разъемы) имеют такую форму, что вставить шнур можно определенным образом: LPT (параллельные), COM (последовательные), PS/2, USB, звуковые разъемы.

Память компьютера состоит из жесткого диска, модулей оперативной памяти и постоянной памяти.

Оперативная память (RAM). В неё помешаются данные для запущенных программ, благодаря чему они работают быстрее. Соответственно, чем больше оперативная память, тем быстрее работают программы и тем больше их может быть запущенно. Главный недостаток при выключении ПК все данные из неё стираются. В современных ПК оперативная память до 8 Гб

Постоянная память (BIOS). Процессор управляется программами. При включении компьютера запускается программа, которая записана в микросхеме Базовой системы ввода-вывода (BIOS). BIOS тестирует компьютер и запускает программу операционной системы, которая записана на жесткий диск компьютера. Установку и замену операционной системы осуществляет специалист.

Жесткий диск (винчестер, HDD) –это устройство для долговременного хранения данных, в котором данные не стираются при выключении компьютера. Внешне он выглядит как небольшая металлическая коробка. Внутри неё находится несколько магнитных дисков, вращающихся при работе с огромной скоростью. К основным характеристикам можно отнести объем информации (до 2 Тб) и скорость обработки информации.

Рис. 7. Устройство системного блока

Монитор – это устройство для отображения графической информации. Так же бывает нескольких видов: традиционные, жидкокристаллические и органические мониторы. (рис. 8)

Традиционный монитор или электролучевые трубки (ЭЛТ) –это прибор для преобразования аналоговых электрических сигналов в видимое изображение. Изображение рисуется электронными лучами на поверхности, заполненной точками люминофора основных цветов, которые светятся.

Жидкокристаллический монитор (LCD) – это монитор с экраном на основе жидкокристаллической панели. Они имеют панели, ячейки (пикселы) которых содержат жидкие вещества, обладающие некоторыми оптическими свойствами, присущими кристаллам. Такие мониторы имеют малую глубину дисплея, потребляют меньше электроэнергии, время отклика составляет до 2 мс., угол обзора от 140 до 178⁰.

Органические (гибкие) мониторы (OLED) – мониторы, работающие на основе органических светоизлучающих диодах.

Достоинства:

q Уменьшение толщены экрана при улучшении качества изображения;

q Уменьшение энергоснабжения;

q Увеличение яркости цветов;

q Улучшение качества изображения при большем угле обозрения (160⁰).

Основные параметры мониторов:

• Размер экрана – измеряется между двумя противоположными углами;

• Разрешение - количество элементов изображения (пикселов), отображаемое по горизонтали и вертикали (плотность);

• Яркость и контрастность – характеризующие качество изображения на экране;

• Цветопередача (глубина цвета, цветовая температура, цветовой охват).

Клавиатура – устройство для ввода информации и команд. Стандартная клавиатура имеет 101 – 102 клавиши, которые делятся на группы: функциональные клавиши, алфавитно – цифровые клавиши, клавиши управления курсором, служебные клавиши, вспомогательная клавиатура. (рис. 9)

Традиционный монитор Жидкокристаллический монитор

Органический монитор Органический монитор

(вид сбоку) (вид спереди)

Рис. 8. Виды мониторов.

Рис.9. Стандартная клавиатура.

2. Периферийные устройства

Принтер — периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу. Слово заимствовано из англ. printer, от to print («печатать») + -er («тот, кто совершает действие»).

Процесс печати обычно называют «выводом на печать», а получившийся документ — «распечаткой» или «твёрдой копией» (калька с англ. hard copy).

Получили распространение многофункциональные устройства (МФУ), в которых в одном приборе объединены функции принтера, сканера, копировального аппарата и телефакса. Такое объединение рационально технически и удобно в работе.

Широкоформатные (А3, А2 и более) принтеры иногда ошибочно называют плоттерами.

Матричные принтеры — старейшие из ныне применяемых типов принтеров, их механизм был изобретён в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson.

Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.

Основными недостатками матричных принтеров являются монохромность (хотя существовали и цветные матричные принтеры, по очень высокой цене), низкая скорость работы и высокий уровень шума, который достигает 25 дБ.

Выпускаются также высокоскоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа.

Матричные принтеры, несмотря на полное вытеснение их из бытовой и офисной сферы, до сих пор достаточно широко используются в некоторых областях (банковское дело - печать документов под копирку, и др.)

Струйные принтеры. Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица сопел (т. н. головка), печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями (в основном такой подход используется компаниями Hewlett-Packard, Lexmark), а может и является деталью принтера, а сменные картриджи содержат только краситель (Epson, Canon).

Существуют два способа технической реализации способа распыления красителя:

· пьезоэлектрический (Piezoelectric Ink Jet) — над соплом расположен пьезокристалл с диафрагмой. Когда на пьезоэлемент подаётся электрический ток он изгибается и тянет за собой диафрагму — формируется капля, которая впоследствии выталкивается на бумагу. Широкое распространение получила в струйных принтерах компании Epson. Технология позволяет изменять размер капли;

· термический (Thermal Ink Jet) (также называемый BubbleJet, разработчик — компания Canon, принцип был разработан в конце 1970-х годов) — в сопле расположен микроскопический нагревательный элемент, который при прохождении электрического тока мгновенно нагревается до температуры около 500 °C, при нагревании в чернилах образуются газовые пузырьки (англ. bubbles — отсюда и название технологии), которые выталкивают капли жидкости из сопла на носитель.

Печатающие головки струйных принтеров создаются с использованием следующих типов подачи красителя:

· непрерывная подача (Continuous Ink Jet) — подача красителя во время печати происходит непрерывно, факт попадания красителя на запечатываемую поверхность определяется модулятором потока красителя (утверждается, что патент на данный способ печати выдан Вильяму Томпсону (William Thomson) в 1867 году. В технической реализации такой печатающей головки в сопло под давлением подаётся краситель, который на выходе из сопла разбивается на последовательность микро капель (объёмом нескольких десятков пиколитров), которым дополнительно сообщается электрический заряд. Разбиение потока красителя на капли происходит расположенным на сопле пьезокристаллом, на котором формируется акустическая волна (частотой в десятки килогерц). Отклонение потока капель производится электростатической отклоняющей системой (дефлектором). Те капли красителя, которые не должны попасть на запечатываемую поверхность, собираются в сборник красителя и, как правило, возвращаются обратно в основной резервуар с красителем. Первый струйный принтер, изготовленный с использованием данного способа подачи красителя, выпустила Siemens в 1951 году;

· подача по требованию — подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когда краситель действительно надо нанести на соответствующую соплу область запечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил самое широкое распространение в современных струйных принтерах.

При длительном простое принтера (неделя и больше) происходит высыхание остатков красителя на соплах печатающей головки (особенно критично засорение сопел печатающей матрицы принтеров Epson, Canon). Принтер умеет сам автоматически чистить печатающую головку. Но также возможно провести принудительную очистку сопел из соответствующего раздела настройки драйвера принтера. При прочистке сопел печатающей головки происходит интенсивный расход красителя. Если штатными средствами принтера не удалось очистить сопла печатающей головки, то дальнейшая очистка и/или замена печатающей головки проводится в ремонтных мастерских. Замена картриджа, содержащего печатающую головку, на новый проблем не вызывает.

Для уменьшения стоимости печати и улучшения некоторых других характеристик печати также применяют систему непрерывной подачи чернил (СНЧП).

Термосублимация (возгонка) — это быстрый нагрев красителя, когда минуется жидкая фаза. Из твёрдого красителя сразу образуется пар. Чем меньше порция, тем больше фотографическая широта (динамический диапазон) цветопередачи. Пигмент каждого из основных цветов, а их может быть три или четыре, находится на отдельной (или на общей многослойной) тонкой лавсановой ленте (термосублимационные принтеры фирмы Mitsubishi Electric). Печать окончательного цвета происходит в несколько проходов: каждая лента последовательно протягивается под плотно прижатой термоголовкой, состоящей из множества термоэлементов. Эти последние, нагреваясь, возгоняют краситель. Точки, благодаря малому расстоянию между головкой и носителем, стабильно позиционируются и получаются весьма малого размера.

К серьёзным проблемам сублимационной печати можно отнести чувствительность применяемых чернил к ультрафиолету. Если изображение не покрыть специальным слоем, блокирующим ультрафиолет, то краски вскоре выцветут. При применении твёрдых красителей и дополнительного ламинирующего слоя с ультрафиолетовым фильтром для предохранения изображения, получаемые отпечатки не коробятся и хорошо переносят влажность, солнечный свет и даже агрессивные среды, но возрастает цена фотографий. За полноцветность сублимационной технологии приходится платить большим временем печати каждой фотографии (печать одного снимка 10×15 см принтером Sony DPP-SV77 занимает около 90 секунд). Фирмы-производители пишут о фотографической широте цвета в 24 бит, что больше желаемое, чем действительное. Реально, фотографическая широта цвета не более 18 бит.

Наиболее известными производителями термосублимационных принтеров являются Canon и Sony.

Лазерные принтеры. Технология — прародитель современной лазерной печати появилась в 1938 году — Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография, затем переименованный в ксерографию.

Принцип технологии заключался в следующем. По поверхности фотобарабана коротроном (скоротроном) заряда (вал заряда) равномерно распределяется статический заряд, после этого светодиодным лазером (в светодиодных принтерах — светодиодной линейкой) в нужных местах этот заряд снимается — тем самым на поверхность фотобарабана помещается скрытое изображение. Далее на фотобарабан наносится тонер. Тонер притягивается к разряженным участкам поверхности фотобарабана, сохранившей скрытое изображение. После этого фотобарабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу коротроном переноса (вал переноса). После этого бумага проходит через блок термозакрепления (печка) для фиксации тонера, а фотобарабан очищается от остатков тонера и разряжается в узле очистки.

Первым лазерным принтером стал EARS (Ethernet, Alto, Research character generator, Scanned Laser Output Terminal), изобретённый и созданный в 1971 году в корпорации Xerox, а их серийное производство было налажено во второй половине 1970-х. Принтер Xerox 9700 можно было приобрести в то время за 350 тысяч долларов, зато печатал он со скоростью 120 стр./мин.