Budowa komputera w szczegółach.pdf

SPIS TREŚCI

WSTĘP

HISTORIA KOMPUTERA

PŁYTA GŁÓWNA

Wewnętrzne gniazda

MAGISTRALE DANYCH PC (BUS)

ZEGAR

PROCESOR

Zasada działania

KOPROCESOR

BANKI PAMIĘCI

TYPY PAMIĘCI

Pamięć operacyjna

Dynamiczny RAM

Pamięć CACHE

Pamięci typu ROM, EPROM, EEPROM

KARTA GRAFIKI

DYSK TWARDY HDD

Budowa dysku twardego

STACJA DYSKÓW ELASTYCZNYCH FDD

Zasada działania

NAPĘD CD-ROM

DVD

KARTA DZWIĘKOWA

MONITOR

MODEM

INTERNET

Historia Internetu

Struktura Internetu

Składniki Internetu

BIBLIOGRAFIA

Wstęp

Komputer określany mianem PC (Personal Computer), czyli osobisty, zdobył największą

popularność, zarówno w różnych dziedzinach działalności zawodowej, jak i w domach. Określenie

PC spotyka cię w literaturze fachowej, reklamach i mowie potocznej od 1981 roku, kiedy to firma

IBM (International Business Machines Corporation) wprowadziła na rynek mikrokomputer serii

IBM PC. Komputer (mikrokomputer) jest to zestaw urządzeń elektronicznych, realizujący

przetwarzanie informacji (danych). Pojęcie przetwarzania danych jest bardzo szerokie, bo kryje się

pod nim zarówno przetwarzanie prostych i złożonych tekstów, organizacja baz danych, realizacja

obliczeń finansowych a także przetwarzanie grafiki oraz dźwięku w praktycznie dowolnej postaci.

Za pomocą komputera można sterować innymi urządzeniami takimi jak np. centrala telefoniczna.

Aby właściwie i efektywnie wykorzystywać komputer istnieje konieczność posiadania

odpowiedniego oprogramowania. Na zamówienie firmy IMB został opracowany przez firmę

Microsoft dziś już coraz rzadziej stosowany system operacyjny DOS (Disk Operating System).

Obecnie jego miejsce zajmuje opracowany także przez tą samą firmę system Windows 98,

Milenium, XP, NT,Vista Poza systemem operacyjnym do pracy komputera niezbędne są również

inne programy umożliwiające obsługę urządzeń zewnętrznych takich jak monitor czy drukarka. W

związku

z bardzo dynamicznie rozwijającym się rynkiem komputerów programy i systemy operacyjne stają

się coraz prostsze w obsłudze, przez co są bardziej przyjazne dla użytkownika.

Historia komputera

Dzisiejsze komputery to nie tylko maszyny liczące wspomagające prace badawcze,

ale także: kasy fiskalne sklepie, urządzenia sterujące miliardami połączeń telefonicznych,

pomagające w skomplikowanych operacjach bankowych i wykonujące wiele innych działań w

przemyśle, medycynie oraz wkraczające coraz częściej do naszych domów. Dla pełnego

zrozumienia znaczenia komputerów istotne jest poznanie historii ich rozwoju oraz wpływu na

rozwój cywilizacji.

Ludzkość wytwarza coraz więcej informacji. Tak wiele, że jej przetwarzanie, czyli pamiętanie,

klasyfikowanie, poszukiwanie, obrazowanie i zestawianie jest ponad ludzkie siły. Dlatego tak duże

znaczenie osiągnęły \"maszyny\", które radzą sobie z tym zadaniem lepiej

i szybciej od człowieka - komputery. Komputery, czyli maszyny liczące ( z ang. compute -

obliczać) mają więcej lat niż się na ogół przypuszcza. Za przodków komputera uznać, bowiem

należy wszystkie urządzenia służące do liczenia.

Prawie 5000 lat temu w środkowej Azji powstało urządzenie liczące nazywane Abacus i uznawane

za pierwsze mechaniczne urządzenie tego typu. Po polsku nazywamy

je liczydłami i o dziwo - liczydła w niektórych regionach świata używane są do dzisiaj. Zbudowane

w postaci nanizanych na sztywny pręt przesuwanych w trakcie wykonywania operacji kuleczek lub

talerzyków liczyło w kombinowanym systemie dwójkowo-piątkowym. Liczydła straciły nieco swą

popularność wraz z upowszechnieniem papieru i pióra. Niemniej jednak przetrwały w niektórych

biurach do połowy lat 50-tych naszego wieku ze względu na niewielką cenę i prostotę.

W roku 1642, Blaise Pascal (1623 -1662), mający wówczas 18 lat syn francuskiego poborcy

podatkowego, skonstruował maszynę liczącą, nazwaną \"Pascaline\", która miała ułatwić ojcu

obliczanie i sumowanie zebranych podatków. Pascal pracował nad nią wiele lat, ulepszał ją i

wykonał sam kilkanaście egzemplarzy tego urządzenia. Maszyna Pascala miała tylko możliwość

dodawania liczb ośmiocyfrowych. W 1694 r. niemiecki matematyk i filozof, Gottfried Wilhem von

Leibniz (1646 -1716), wykorzystał doświadczenia Pascala do stworzenia maszyny, która mogła

również wykonywać operacje mnożenia. Podobnie jak jego poprzednik, Leibniz wykorzystał do

wykonywania operacji system odpowiednio sprzężonych mechanicznie i obracających się

przekładni, krążków i dźwigni. Znając z notatek i opisów rozwiązanie Pascala mógł on udoskonalić

jego konstrukcję.

W 1820 francuski konstruktor Xavier Thomas de Colmar skonstruował urządzenie nazywane potem

popularnie arytmometrem, które mogło wykonywać cztery podstawowe operacje matematyczne.

Arytmometry były powszechnie używane do I wojny światowej,

a w wielu krajach w znacznie ulepszonej postaci (już jako urządzenia elektryczne) można je było

spotkać w biurach i urzędach jeszcze w latach 60-tych naszego stulecia.

Za najwybitniejszego twórcę maszyn liczących, żyjącego przed erą elektroniczną, uważa się

Anglika Charlesa Babbage\'a (1791 - 1871). Swoją pierwszą maszynę nazwaną - maszyną

różnicową, ( gdyż wykonywała obliczenia metodą różnicową), konstruował przez ponad 10 lat.

Trapiony jednak wieloma kłopotami rodzinnymi i finansowymi oraz nie mogąc do końca

porozumieć się ze swoim głównym wykonawcą - konstruktorem Clementem zaprzestał dalszych

prac nad nią w 1842 roku. Zmontowaną część maszyny (podobno nadal sprawną) można oglądać w

Muzeum Nauk w Londynie. Należy dodać, że w odróżnieniu od maszyn Leibniza i Pascala, po

ręcznym ustawieniu początkowego stanu, dalsze działania maszyny różnicowej nie wymagają już

żadnej ingerencji użytkownika poza kręceniem korbą.

Koniec XIX wieku był początkiem rozwoju urządzeń mechanograficznych, których głównym

przeznaczeniem było usprawnienie rachunków statystycznych, księgowych

i biurowych. Zaczęło się w Stanach Zjednoczonych od Hermana Holleritha, który postanowił

zautomatyzować prace statystyczne związane ze spisem ludności przeprowadzanym wtedy

w Stanach co dziesięć lat. Hollerith sięgnął po elektryczność, jako źródło impulsów i energii,

rozwinął postać karty perforowanej, na której zapisywano dane i zbudował elektryczny czytnik -

sorter kart. Olbrzymim sukcesem Holleritha okazał się spis 1890 roku, którego wyniki zostały

całkowicie opracowane za pomocą jego urządzeń na podstawie danych zebranych na jego kartach.

W następnych latach Hollerith dostarczał lub wypożyczał swoje urządzenia do przeprowadzenia

spisów w wielu krajach, w tym także w Europie, między innymi w Rosji. Na przełomie XIX i XX

wieku powstało wiele firm, które początkowo oferowały maszyny sterowane kartami

perforowanymi i z latami zyskiwały na swojej potędze a wiele z nich przetrwało do dzisiaj, jak na

przykład IBM, Bull, Remington - Rand, Burroughs, a także NCR (kasy), i Bell (telefony).

Udoskonalona i znormalizowana karta perforowana przez wiele dziesięcioleci była uniwersalnym

nośnikiem informacji, a pierwsze maszyny mechaniczne do przetwarzania danych zapoczątkowały

stale rosnący popyt na przetwarzanie informacji.

W latach II wojny światowej Alan Turing został włączony do grupy specjalistów zajmujących się w

Wielkiej Brytanii deszyfracją kodów Enigmy - maszyny, którą Niemcy używali do kodowania

meldunków i rozkazów rozsyłanych swoim jednostkom na wszystkich frontach. W 1941 roku

działalność tej grupy przyczyniła się do zredukowania brytyjskich strat na morzach o 50%.

Brytyjscy specjaliści korzystali z materiałów (wśród których był egzemplarz Enigmy oraz maszyna

deszyfrująca zwana bombą) przekazanych im w 1939 roku przez grupę Polaków kierowaną przez

Mariana Rejewskiego, zajmujących się od pięciu lat skonstruowaniem maszyny deszyfrującej.

Chociaż Brytyjczycy udoskonalili maszynę deszyfrującą otrzymaną od Polaków, pozostawała ona

nadal maszyną mechaniczną i jej działanie nie nadążało za ciągle udoskonalanymi i zmienianymi

przez Niemców egzemplarzami Enigmy. Ocenia się że w szczytowym okresie II wojny światowej

Niemcy używali ponad 70 tysięcy maszyn szyfrujących Enigma. Prace nad maszyną deszyfrującą

Enigmę przyczyniły się do powstania pod koniec wojny w Wielkiej Brytanii kalkulatorów

elektronicznych. Powstało kilka wersji maszyny o nazwie Coloss, których głównym konstruktorem

był T.H. Fowers. Były to już maszyny elektroniczne, w których wykorzystano arytmetykę binarną,

sprawdzane były warunki logiczne (a więc można było projektować obliczenia z rozgałęzieniami),

zawierały rejestry, mogły wykonywać programy (poprzez uruchomienie tablic rozdzielczych) i

wyprowadzać wyniki na elektryczną maszynę do pisania.

W 1941 roku Konrad Zuse ukończył w Niemczech prace nad maszyną Z3,

która wykonywała obliczenia na liczbach binarnych zapisanych w reprezentacji, nazywanej dzisiaj

zmiennopozycyjną, sterowane programem zewnętrznym podawanym za pomocą perforowanej

taśmy filmowej. Maszyna Z3 została całkowicie zniszczona w czasie bombardowania w 1945 roku.

Następny model maszyny Zusego, Z4 przetrwał i działał do końca lat pięćdziesiątych.

John von Neumann (1903 - 1957), z pochodzenia Węgier, był w swoich czasach jednym z

najwybitniejszych matematyków. W 1946 roku zainspirował on prace w projekcie EDVAC (ang.

Electronic Discrete Variable Automatic Computer), których celem było zbudowanie komputera bez

wad poprzednich konstrukcji. Zaproponowano architekturę, zwaną odtąd von neumannowską,

według której buduje się komputery do dzisiaj.

W komputerze von Neumanna można wyróżnić przynajmniej następujące elementy: pamięć

złożoną z elementów przyjmujących stan 0 lub 1, arytrometr zdolny wykonywać działania

arytmetyczne, logiczne i inne, sterowanie, wprowadzanie danych i wyprowadzanie wyników.

Program, czyli zbiór instrukcji, według których mają odbywać się obliczenia, jest wpisywany do

pamięci. Kolejne rozkazy programu są pobierane przez jednostkę sterującą komputerem w takt

centralnego zegara i rozpoznawane zgodnie z mikroprogramem wpisanym w układ elektroniczny.

Postęp w elektronice umożliwił dalszy rozwój komputerów. W latach sześćdziesiątych lampy

zastąpiono tranzystorami. Pierwszy tranzystorowy komputer zbudowano w 1956 roku w

Massachusettes Institute of Technology. Z kolei układy scalone zastąpiły tranzystory (układ scalony

zawierał w jednej obudowie kilkadziesiąt tranzystorów

i innych elementów elektronicznych). Dalszy postęp produkcji tych układów pozwolił umieszczać

w jednej \"kostce\" dziesiątki tysięcy tranzystorów. Obwody takie nazwano układami wielkiej skali

integracji (VLSI z ang. - Very Large Scale of Integration). Wymyślono termin: \" generacja

komputerów \" i nazwano komputery lampowe mianem pierwszej generacji, tranzystorowe -

drugiej, zbudowane z układów scalonych - trzeciej,

a w technologii VLSI komputerów odbywał się tak szybko, że zaczęto mówić o rewolucji

komputerowej. Wprowadzenie na rynek tanich układów scalonych umożliwiło powstanie

mikrokomputerów, w których elementy przetwarzające informacje umieszczono w jednym układzie

- mikroprocesorze.

Pierwsze komputery osobiste (PC z ang. Personal Computer) zostały opracowane przez IBM.

Ponieważ firma ta nie miała nic przeciwko temu, by inne przedsiębiorstwa skorzystały z jej

pomysłu i podążyły jej śladem, wielu producentów sprzedaje dziś własne komputery, które jednak

są wciąż budowane według tej samej koncepcji firmy IBM. Ponieważ na rynku pojawiało się coraz

więcej produktów, zaczęto pisać programy dla tego typu komputerów. Producenci sprzętu

odpowiedzieli na to kolejną falą unowocześnionych komputerów typu IBM - PC. Proces ten

rozwijał się na zasadzie lawiny: komputery, nowe komponenty i oprogramowanie są obecnie

tworzone przez setki najróżniejszych producentów. Tym sposobem PC stał się najbardziej

rozpowszechnionym typem komputera na świecie.

Niemal w tym samym czasie, którym narodził się PC, firma Apple zaczęła budować swój własny

typ komputera osobistego, dzieło Steve Woźniaka i Steve Jobsa. System Apple nie był jednak

zgodny z IBM - PC ani pod względem sprzętu, ani oprogramowania. Swój sukces zawdzięczał on

faktowi, iż po raz pierwszy wykorzystano tam graficzny sposób komunikowania się z

użytkownikiem bazujący na obrazkach i oknach - na rok przed rozpowszechnieniem się Windows

firmy Microsoft. Komputery Apple od samego początku były systemami kompletnymi. Oznaczało

to, że w ich przypadku nie było już konieczne kupowanie dodatkowych komponentów, aby na

przykład osiągnąć dźwięk odpowiedniej jakości. W przeciwieństwie do ówczesnych komputerów

PC - tów, komputery Apple były znacznie prostsze w obsłudze. Mac, jak chętnie nazywa się

komputer firmy Apple, szybko stał się ulubionym narzędziem ludzi z kręgów twórczych. Używali

go przede wszystkim architekci, muzycy i projektanci, którym najczęściej potrzebny był właśnie

wydajny i łatwy

w obsłudze komputer. Tak więc Mac wciąż pozostaje główną alternatywą dla komputerów typu

IBM - PC, a fakt, iż w porównaniu z PC -tem jest mniej dostępny na rynku, wynika głównie stąd, że

firma Apple nie udostępniła nikomu praw do kopii swojego projektu.

Większość producentów skorzystała co prawda z koncepcji peceta firmy IBM, niemniej niektórzy

wyłamali się i podążyli własną drogą tworząc komputery osobiste niezgodne ze standardem. Stąd

też oprogramowanie stworzone dla typowego komputera PC

z reguły nie może być na nich uruchamiane. W zupełnym oderwaniu od standardu IBM -

a powstały rozwiązania, które przewyższają pierwowzór czy to pod względem ceny, czy

przydatności do gier, czy też obróbki dźwięku czy też grafiki. Niejeden z tego typu systemów był i

wciąż jeszcze jest wspaniałym narzędziem, jednakże przeznaczonym wyłącznie dla specjalistów

skupiających się na wykonywaniu określonej grupy zadań. Pierwsze komputery ważyły tony, miały

znacznie mniejszą pamięć niż nowoczesne mikrokomputery oraz zużywały milion razy więcej

energii.

Płyta główna

Wewnątrz obudowy komputera znajduje się płyta główna, która łącznie z procesorem decyduje o

jakości komputera. Im lepsze są parametry płyty i procesora, tym szybszy jest komputer. Płyty

nowszej generacji posiadają pamięć podręczną (cache memory). Jest to dodatkowa pamięć

przyspieszająca współpracę z pamięcią dynamiczną RAM i dyskiem twardym. Do niedawna była

ona wydzielana z pamięci operacyjnej komputera. Starsze modele płyt miały obok miejsca na

procesor miejsce na koprocesor. Obecnie koprocesor jest wbudowany w procesor. Ponadto na

płycie znajdują się pamięci RAM oraz ROM, gniazda rozszerzające (sloty) i związany z nimi

standard magistrali komputera. Przez magistrale odbywa się wymiana danych między procesorem a

zainstalowanymi w komputerze kartami. Podstawową z nich jest karta graficzna. Inne karty

rozszerzeń to: Sterowniki obsługujące dyski optyczne (CD-ROM), Sterowniki modemowe i

faksowe, Sterowniki sieciowe pozwalające włączać mikrokomputer w struktury sieci w celu

korzystania ze wspólnych jej zasobów, Sterowniki skanerów stacjonarnych, Sterowniki dźwiękowe

umożliwiające wytwarzanie dźwięku HI-FI Inne wyspecjalizowane sterowniki np. przetworniki

cyfrowo-analogowe i analogowo-cyfrowe. Kolejnym urządzeniem znajdującym się na płycie jest

kontroler wejścia wyjścia zawierający sterowniki takich urządzeń jak: Stacja dyskietek Dyski

twarde Złącza do komunikacji szeregowej (porty COM). Podłącza się do nich takie urządzenia jak

mysz albo modem zewnętrzny Złącza komunikacji równoległej (centronics - drukarki) Starsze płyty

nie posiadały takiego kontrolera, więc był on montowany w postaci karty rozszerzeń. Płyta z

procesorem połączona jest za pomocą specjalnego gniazdka (Socket). Przez ostatnie półtora roku

jedynym gniazdem łączącym procesor z płytą główną było Socket 7. Dziś jednak wybierać możemy

między gniazdami Socket 7, Super 7, Slot 1, Socket 370, Slot A i Slot 2. Od rodzaju złącza

procesora zależy możliwość ewentualnego przełożenia go do innej płyty głównej. Wszechstronność

procesora w tym względzie zależy od liczby rodzajów płyt głównych obsługujących określony typ

złącza. Socket 7: Popularność gniazda tego typu zmalała w 1997 roku wraz z wprowadzeniem przez

Intela procesorów Pentium II ze złączem Slot 1. Powróciły one do łask z końcem 1998 roku, kiedy

Intel zakończył produkcję procesorów Pentium MMX. Procesory produkowane w tym roku

począwszy od Intela, poprzez AMD, IMB, IDT, Rise - mają gniazda Socket 7. Super 7: To

poprawiona wersja złącza Socket 7, taktowana jest częstotliwością magistrali 100 MHz

i obsługuje zarówno AGP jak i USB. Ze złączem Super 7 współpracują takie procesory,

jak K6-2 firmy AMD (wersje 300 MHz i więcej), K6-3 tej samej firmy, procesor M II 333 firmy

Cyrix oraz procesory Winchip 2 taktowane z częstotliwością 200, 233, i 266 MHz firmy IDT. Do

gniazda Super 7 można wmontować wszystkie procesory przy-stosowane

do gniazd Socket 7. Slot 1: Gniazdo do procesorów Pentium II, również Celeron, zarówno

w wersji z jak i bez pamięci podręcznej drugiego poziomu (podręczna L2). Istnieje wiele modeli

płyt głównych Slot 1. Procesory Pentium II produkowane są w dwóch wersjach różniących się od

siebie technologią wytwarzania (0,35 lub 0,25 mikrona), częstotliwością taktowania magistrali (66

MHz lub 100 MHz) oraz rozmiarem pamięci buforowej (512 MB lub 4 GB). Warto pamiętać, że

starsze procesory Pentium II taktowane są z częstotliwością do 333 MHz, podczas gdy nowa

generacja procesorów Pentium II częstotliwością 350 MHz wzwyż.

Płyta główna stanowi najważniejszy element całego komputera, stanowi bazę

do instalowania pozostałych elementów komputera. To za jej pośrednictwem odbywa

się wzajemna komunikacja między poszczególnymi zainstalowanymi w komputerze urządzeniami.

Od jej rodzaju zależy jakimi możliwościami rozbudowy będzie dysponował komputer, jakie

urządzenia będzie mógł obsługiwać oraz decyduje o wyborze komponentów

z jakimi będzie mógł współpracować - rodzaj procesora, pamięci, kart rozszerzających

czy obudowy. Z płyty głównej odchodzą złącza dla modułów pamięci RAM (SIMM, DIMM lub

RIMM), gniazd CPU, napędów dyskietek, urządzeń typu IDE lub EIDE, klawiatury czy monitora.

STANDARD ATX

Obecnie najbardziej popularnym standardem płyt głównych jest ATX. Charakteryzuje się on

zintegrowanymi z płytą wszystkimi gniazdami wyprowadzeń. Złącza portów szeregowych i

równoległych, klawiatury, myszy, USB czy IEEE są integralną częścią samej płyty co zwiększa jej

funkcjonalność, ułatwia instalację i korzystnie wpływa na ujednolicenie standardu. Płyty wykonane

w tym formacie mają bezpośrednio wlutowane gniazda portów, łatwo dostępne gniazda interfejsów

dysków, co skutecznie eliminuje zbędną plątaninę kabli. W najnowszych płytach głównych, dzięki

odpowiednim ustawieniom BIOS-u, możliwe jest włączanie komputera np. przez naciśnięcie

odpowiedniej kombinacji klawiszy lub jednego

z przycisków myszy. Dodatkowo płyty ATX wyposażone są w tzw. funkcję Soft Power (określaną

również jako soft-off power), dzięki któremu płyta steruje włączaniem

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: