Краткий справочник по устройству компьютера

Краткий справочник

по устройству персонального компьютера

Системная плата.

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Этот принцип предусматривает построение компьютера из функциональных блоков, взаимодействующих посредством общего канала (каналов) — шины.

Магистраль включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления.

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами.

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию — считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т. д.

На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора, слоты для установки оперативной памяти, а также контроллеров внешних устройств.

Северный и южный мосты. Для согласования тактовой частоты и разрядности устройств на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (их набор называется чипсетом), включающие в себя контроллер оперативной памяти и видеопамяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост).

Системная шина. Между северным мостом и процессором данные передаются по системной шине с частотой, которая в четыре раза больше частоты шины FSB.

Шина памяти. Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть меньше, чем частота шины процессора.

Шины AGP и PCI Express. Для подключения видеоплаты к северному мосту может использоваться шина AGP или PCI Express.

Шина PCI. Шина PCI (Peripherial Component Interconnect bus — шина взаимодействия периферийных устройств) обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств, которые устанавливаются в слоты расширения системной платы.

Шина АТА. Устройства внешней памяти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы) подключаются к южному мосту по шине АТА (англ. Advanced Technology Attachment — шина подключения накопителей). Ранее использовалась параллельная шина РАТА, а в настоящее время широкое распространение получила последовательная шина SATA.

Шина USB. Для подключения принтеров, сканеров, цифровых камер и других периферийных устройств обычно используется шина USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина).

Центральный процессор (ЦП или CPU).

Центральный процессор - это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера.

Характеристики процессора

1. Технологический процесс. Количество элементов и их размер. Сегодня используется 14 нм. с 1, млрд. транзисторов.

2. Производительность. Производительность процессора является его интегральной характеристикой и характеризует скорость выполнения приложений.

3. Тактовая частота – количество тактов за одну секунду. Многие процессоры имеют технологию динамического повышения частоты процессора в зависимости от нагрузки.

4. Количество ядер. Сегодня выпускаются от 2 до 10 физических ядер. Количество потоков от 4 до 16.

5. Сокет – разъём для подключения процессора к системной плате.

6. Количество и размер кэш памяти – современные процессоры имеют три уровня высокоскоростной памяти с объёмом до нескольких десятков мегабайт.

7. Тепловыделение (TDP) – показывает какое максимальное количество тепла может выделить и необходим для правильного подбора системы охлаждения (кулера).

Оперативная память

Оперативная память предназначена для кратковременного (энергозависимая) хранения информации. Изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются микросхемы памяти.

Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный адрес (нумерация ячеек начинается с нуля).

Характеристики оперативной памяти

1. Пропускная способность. Важнейшая характеристика модулей оперативной памяти является пропускная способность, которая равна произведению разрядности шины данных и частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти:

Модули памяти маркируются своей пропускной способностью, выраженной в Мбайт/с: РС12800, РС17064, РС25600 и др.

Виртуальная память. Объем используемой программами памяти можно увеличить путем добавления к физической памяти (модулям оперативной памяти) виртуальной памяти. Виртуальная память выделяется в форме области жесткого диска. В ОС Windows это файл подкачки. По своей логической организации виртуальная память является частью оперативной памяти.

Карты расширения и видеокарта

Карта расширения

Карта расширения (от англ. expansion card) — вид компьютерных комплектующих: печатная плата, которую устанавливают в слот расширения материнской платы компьютерной системы с целью добавления дополнительных функций. Платы расширения, необходимые для подключения внешних устройств, могут также называться адаптерами или контроллерами этих устройств.

Слот расширения — щелевой (англ. slot означает «щель») разъём, обычно в компьютере, соединённый с системной шиной и предназначенный для установки дополнительных модулей (карт расширения), расширяющих конфигурацию устройства.

К платам расширения относятся:

• звуковая карта — производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую при записи, и из цифровой формы в аналоговую при воспроизведении. Главная возможность звуковой карты — воспроизведение звука, например аудио и видеофайлов, хранящихся на компьютере. Звуковая карта содержит в себе АЦП, ЦАП и цифровой сигнальный процессор, который производит вычисления. Профессиональные звуковые платы позволяют производить сложную обработку звука, имеют собственное ПЗУ.

• сетевая карта — позволяет ПК взаимодействовать с другими устройствами сети (в настоящее время интегрированы на материнской плате). Сетевой адаптер вместе со своим драйвером выполняет две функции: прием и передача кадра. Обычно в клиентских ПК значительная часть работы перекладывается на драйвер, что позволяет удешевить адаптер, но загружает ЦПУ. Адаптеры, предназначенные для серверов, обычно оснащены собственными процессорами, которые выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и обратно. В общем виде цепочка передачи кадров: оперативная память — адаптер — физический канал — адаптер — оперативная память.

• видеокарта — преобразует изображение, находящееся в памяти компьютера в видеосигнал для вывода на монитор. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображений. Они имеют графический процессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая ЦПУ.

Кроме того, в виде платы расширения может быть выполнен ТВ-тюнер, модем, плата видеозахвата, адаптер беспроводной (Wi-Fi) сети, контроллеры различных портов (COM, LPT, SATA, USB), диагностическая POST-карта.

На сегодняшний день практически все карты расширения интегрированы в системную плату и единственная карта расширения, которая до сих пор встречается в большинстве компьютеров (как стационарных, так и мобильных) - видеокарта. Поэтому рассмотрим её подробней.

Видеокарта

Видеока́рта (также видео ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, графи́ческий ускори́тель, 3D-ка́рта) — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Устройство

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

1. Графический процессор

Графический процессор (Graphics processing unit (GPU) — графическое процессорное устройство) занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики.

2. Видеоконтроллер

Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора.

3. Видео-ПЗУ

Видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в которое записаны BIOS видеокарты, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор.

4. Видео-ОЗУ

Видеопамять выполняет функцию кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа GDDR3, и GDDR5.

5. RAMDAC и TMDS

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП; RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор.

TMDS (Transition-minimized differential signaling — дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней) передатчик цифрового сигнала без ЦАП-преобразований. Используется при DVI-D, HDMI, DisplayPort подключениях. С распространением ЖК-мониторов и плазменных панелей нужда в передаче аналогового сигнала отпала.

6. Коннектор

Для передачи аналогового сигнала: D-Sub (VGA), S-video

D-Sub (VGA) S-Video

Для передачи цифрового сигнала: DVI, HDML DisplayPort

DVI (некоторые имеют встроенный аналоговый выход VGA к которому можно подключить переходник с DVI на VGA)

HDMI DisplayPort

7. Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и (зачастую) видеопамяти в допустимых пределах.

Драйвер

Также правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера — специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы.

Интерфейс

Интерфейс передачи данных, к которому подключён видеоадаптер с центральным процессором, оперативной памятью компьютера и дополнительными видеоустройствами.

На настоящий момент шину AGP заменили на PCI Express версий 1.0, 1.1, 2.0, 2.1 и 3.0. Это последовательный, в отличие от AGP, интерфейс, его пропускная способность может достигать нескольких десятков ГБ/с.

Характеристики видеокарт на которые необходимо обращать при выборе.

1. Графическое ядро (оно же GPU, графический чип или графический процессор) - является основой видеокарты и именно от него во многом зависят быстродействие и возможности всего устройства.

2. Ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.

3. Объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.

4. Тип памяти. Сегодня самые распространённые GDDR3 и GDDR5. Наиболее скоростная HDM

5. Частоты ядра и памяти — измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.

6. Текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселей в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.

7. Система охлаждения. Самые слабые комплектуются только радиатором. По мере роста производительности тепловыделение увеличивается, и просо радиатор уже может не справиться. Поэтому самые производительные комплектуются большими радиаторами с мощным принудительным обдувом.

3D-ускорители

Сам термин 3D-ускоритель формально означает дополнительную плату расширения, выполняющую вспомогательные функции ускорения формирования трехмерной графики. В современном понимании 3D-ускорители в виде отдельного устройства практически не встречаются. Почти любая (кроме узкоспециализированных) современная видеокарта, в том числе и современные интегрированные графические адаптеры в составе процессоров и системной логики, выполняют аппаратное ускорение отображения двухмерной и трехмерной графики.

Типы графических карт

1. Дискретные видеокарты

Наиболее высокопроизводительный класс графических адаптеров. Как правило, подключается к высокоскоростной шине данных PCI Express (или, устаревшей AGP).

Такие технологии как SLI от Nvidia и CrossFire от AMD позволяют задействовать несколько графических адаптеров параллельно для решения одной задачи.

2. Встроенная графика

Интегрированные графические адаптеры не имеют собственной памяти и используют оперативную память компьютера, что сказывается на производительности в худшую сторону. Хотя графические процессоры Intel Iris Graphics, начиная с поколения процессоров Haswell имеют в своём распоряжении 128 мегабайт кэша четвёртого уровня, остальную память они могут брать из оперативной памяти компьютера. Современные встроенные графические решения находят применение в портативных устройствах, ввиду низкого энергопотребления. Их производительность уже на достаточно высоком уровне и позволяет играть в трёхмерные игры.

3. Гибридные решения

Гибридные решения находят применение там, где требуется и энергоэффективность, и высокая графическая производительность, позволяя использовать встроенный графический адаптер в повседневных задачах, и задействовать дискретный графический адаптер только там, где он нужен. Примерами таких решений являются технология Optimus от Nvidia и DualGraphics от AMD.

4. GPGPU

GPGPU (англ. General-purpose computing for graphics processing units, неспециализированные вычисления на графических процессорах) — использование графического процессора видеокарты для параллельных вычислений. Приложения, использующие данную технологию пишутся с помощью таких технологий как OpenCL или CUDA.

5. Внешняя видеокарта (eGPU)

Под термином eGPU понимают дискретную графическую карту, расположенную вне компьютера. Может использоваться, например, для увеличения производительности в 3D приложениях на ноутбуках.

Компьютерная память

Внутренняя память

Оперативная память

Оперативная память, или оперативка – очень быстрая память, которая позволяет процессору практически без какого-либо заметного ожидания читать информацию из памяти. Данная память энергозависимая, то есть данные доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается.

Устройства оперативной памяти устройства с произвольным доступом. Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в ней.

Характеристики ОЗУ на которые необходимо обращать при выборе.

1. Объём памяти – измеряется в гигабайтах. На сегодня самые массовые 4 и 8 гигабайт.

2. Форм-фактор оперативной памяти – имеется в продаже два типа памяти:

   1. SODIMM для ноутбука.

   2. FB-DIMM для серверов.

   3. DIMM для персонального компьютера.

3. Тип памяти – на сегодня в продаже имеются DDR3 и DDR4.

4. Тактовая частота памяти и пропускная способность – частота, на которой работает память и пиковая скорость передачи данных (пропускная способность), МБ/с.

   1. Для DDR3 – от 1333 МГц (PC3-10600 МБ/с) до 2000 Мгц (PC3-16000 МБ/с).

   2. Для DDR4 – от 1600 МГц (PC4-12800 МБ/с) до 3200 МГц (PC4-25600 МБ/с).

5. Тайминги – это временной интервал, за который команда, отправляемая контроллером ОЗУ, выполняется. Например 2-3-3-6.

6. Радиаторы охлаждения – используются для охлаждения модулей памяти при работе на высоких частотах (при разгоне).

Кэш-память

Кэш (англ. cache) или сверхоперативная память – очень быстрое запоминающее устройство небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации.

Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером до 384 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью до 12 Мб. Третьего уровня может быть более 24 Мб.

В жестких дисках её ещё называют буферной памятью.

Память типа ROM (ПЗУ)

В памяти типа ROM (Read Only Memory) или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), данные можно только хранить, изменять их нельзя. Именно поэтому такая память используется только для чтения данных. ROM также часто называется энергонезависимой памятью, потому что любые данные, записанные в нее, сохраняются при выключении питания. Поэтому в ROM помещаются команды запуска ПК, т.е. программное обеспечение, которое загружает систему.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.

В настоящее время в большинстве систем используется одна из форм Flash-памяти, которая называется электрически стираемой программируемой постоянной памятью (Electrically Erasable Programmable Readonly Memory – EEPROM). Flash-память является по-настоящему энергонезависимой и перезаписываемой, она позволяет пользователям легко модифицировать ROM, программно-аппаратные средства системных плат и других компонентов (таких, как видеоадаптеры, платы SCSI, периферийные устройства и т.п.).

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти – модуль BIOS.

BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода) – совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

BIOS (старого образца) BIOS UEFI (нового образца)

CMOS RAM

CMOS RAM – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.

Внешняя (долговременная) память

Долговременная память - энергонезависимая память, которая обеспечивает хранение информации длительное время.

Гибкие магнитные диски (НГМД)

Диске́та, ги́бкий магни́тный диск (англ. floppy disk, англ. diskette) — сменный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных. Представляет собой помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для считывания дискет используется дисковод.

Выпускались трех размеров: 8” (80, 256 и 800 Кб), 5¹/₄”(110, 360, 720 и 1200 Кб), 3,5” (720 Кб, 1,44 Мб и 2,88 Мб).

Данный тип носителей информации очень чувствительны к магнитным полям. Даже не существенное магнитное поле могло повредить или совсем стереть информацию.

Жесткие диски (НЖМД)

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, винчестер — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

В отличие от гибкого диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома — магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной («парковочной») зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Со второй половины 2000-х годов получили распространение более производительные твердотельные накопители, постепенно вытесняющие дисковые.

Характеристики жестких дисков на которые необходимо обращать при выборе.

1. Интерфейс – техническое средство взаимодействия двух разнородных устройств и правил (протокола) обмена. Современные серийно выпускаемые внутренние жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

2. Ёмкость – количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных жёстких дисков преодолели планку в 10 терабайт.

3. Форм-фактор – насегодняшний день в продаже два размера: 3,5 дюйма для персонального компьютера и 2,5 дюйма для компактных систем и ноутбуков.

4. Время произвольного доступа — среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска, зависит от скорости вращения. Диапазон этого параметра — от 2,5 до 16 мс. У SSD-накопителей этот параметр меньше 1 мс, кроме того SSD способны обрабатывать несколько случайных запросов одновременно.

5. Скорость вращения шпинделя — количество оборотов шпинделя в минуту. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 5400 и 7200 (ноутбуки); 5400, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры); 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

6. Сопротивляемость ударам — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

7. Скорость передачи данных – используемый сегодня стандарт SATA3 может 6 Гбит/с

8. Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных дисках он обычно варьируется от 8 до 128 МБ.

Оптические диски

Оптический диск — собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического (лазерного) излучения.

Первое поколение. Первые вышли CD диски, которые могли записывать от 650 до 900 Мб (12 см в диаметре) данных стандартного размера и от 184 до 554 Мб уменьшенного до 8 см размера. Выпускались в трех видах:

• CD-ROM – диски не позволяющие запись. В магазин поступали с записью.

• CD-R – диски одноразовой записи.

• CD-RW – диски многоразовой записи

Второе поколение. Следующим развитием дисков стали диски DVD. Выпускались в следующих видах:

• DVD-ROM – диски не позволяющие запись.

• DVD-R и DVD+R – диски одноразовой записи с ёмкостью 4,7 Гб (реальная ёмкость 4,3 Гб).

• DVD-RW и DVD+RW – диски многоразовой записи с ёмкостью 4,7 Гб (реальная ёмкость 4,3 Гб).

• DVD-RAM – совместимы с DVD+RW, но с увеличенным сроком жизни до 30 лет.

• DVD-R DL и DVD+R DL – двухслойные диски одноразовой записи с ёмкостью 8.5 Гб (реальная ёмкость 7.9 Гб).

• DVD-RW DL и DVD+RW DL – двухслойные диски многоразовой записи с ёмкостью 8.5 Гб (реальная ёмкость 7.9 Гб).

Третье поколение. Последним развитием дисков стали диски HD-DVD и Blu-Ray. Выпускались в следующих видах:

• HD-DVD-R – диски одноразовой записи с ёмкостью 15 Гб (однослойные) и 30 Гб (двухслойные).

• HD-DVD-RW – диски многоразовой записи с ёмкостью 15 Гб (однослойные) и 30 Гб (двухслойные). Количество циклов перезаписи не более 1000.

• HD-DVD-RAM – совместимы с DVD+RAM, с ёмкостью в 20 Гб.

• BD-R - диски одноразовой записи с ёмкостью 25 Гб и с уменьшенным до 8 см размеров вмешает 7,8 Гб.

• BD-RE – диски многоразовой записи с ёмкостью 25 Гб и с уменьшенным до 8 см размеров вмешает 7,8 Гб.

• BD-RE DL - двухслойные диски многоразовой записи с ёмкостью 50 Гб и с уменьшенным до 8 см размеров вмешает 15,6 Гб.

Флеш-память

Ка́рта па́мяти (иногда неправильно флеш-ка́рта) — компактное электронное запоминающее устройство, используемое для хранения цифровой информации. Карты памяти широко используются в электронных устройствах, включая цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, ноутбуки, портативные цифровые аудио проигрыватели.

На сегодняшний день существует боле 50 видов с объемом памяти до 512 Гб.

Самый распространенные:

• Secure Digital (SD) – использую фотоаппараты, видеокамеры и другие устройства, позволяющие использовать крупный размер карт.

• microSD (TransFlash) – сотовые телефоны, смартфоны, планшеты, навигаторы и многие другие компактные устройства.

USB-флеш-накопитель (сленг. флешка, флэшка, флеш-драйв) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память, и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB. Флэш-накопители USB являются быстрыми, съемными и перезаписываемыми носителями информации с довольно большим объемом памяти с большим ресурсом работы до отказа. Они пришли на смену дискетам и оптическим дискам.

Объем памяти достигает сегодня 256 Гб.

Устройства ввода

Устро́йства вво́да — периферийное оборудование, предназначенное для ввода (занесения) данных или сигналов в компьютер или в другое электронное устройство во время его работы.

Устройства ввода подразделяются на следующие категории:

• устройства ввода графической, звуковой и видео информации;

• механические устройства ввода;

• непрерывные устройства ввода (устройства, предоставляющие входные данные непрерывно, например, мышь, радиоприёмник, ТВ-тюнер);

• устройства ввода для пространственного использования (например, двухмерная мышь, трёхмерный навигатор).

Основным и, обычно, необходимым устройством ввода текстовых символов и последовательностей команд в компьютер остаётся клавиатура.

Устройства ввода графической информации:

Сканер — устройство ввода, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт его цифровое изображение. Процесс получения этой копии называется сканированием.

Основные виды сканеров:

• Сканер изображений — устройство, выполняющее преобразование изображений в цифровой формат, которые могут быть:

  1. Планшетными – лист или книга укладывается на неподвижное стекло.

  2. Ручными – портативная разновидность сканера.

  3. Барабанный.

Планшетный Барабанный Ручной

• Сканер штрих-кода — устройство для считывания информации, представленной в виде штрих-кода.

• Сканер кино и фотоплёнки — устройство для преобразования изображения на киноплёнке в цифровые файлы.

• 3D-сканер — устройство для считывания формы объёмного объекта.

• Биометрические сканеры используются для целей идентификации личности; например:

Сканер отпечатка пальца Сканер сетчатки глаза

Фотоаппара́т (фотографи́ческий аппара́т, фо́тока́мера) — устройство для регистрации неподвижных изображений (получения фотографий).

Видеока́мера — первоначальное значение — комбинация телевизионной передающей камеры и устройства для видеозаписи. Впоследствии, слово «видеокамера» практически вытеснило слова «телевизионная камера» и «телекамера» (ТВ-камера), заменив их.

Плата видеозахвата — электронное устройство для преобразования аналогового видеосигнала в цифровой видеопоток.

Карта для приёма спутникового ТВ — электронное устройство позволяющее принимать сигнал со спутника для вещания спутникового телевидения и спутникового интернета.

Устройства ввода звуковой информации:

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький, φωνη — голос) — электроакустический прибор, преобразующий акустические колебания в электрический сигнал.

Указательные (координатные) устройства:

Трекбол Сенсорная панель (тачпад) Трекпоинт

Компьютерная мышь Световое перо Графический планшет

сенсорный экран или тачскрин (интерактивная доска);

Игровые устройства ввода:

Геймпад Компьютерный руль Танцевальная платформа

Джойстик Световой пистолет

Устройства вывода

Устро́йства вы́вода — периферийные устройства, преобразующие результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления.

Устройства для вывода графической информации:

Монитор (дисплей) электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Дисплеем в большинстве случаев можно назвать часть законченного устройства, используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом.

На сегодняшний день жидкокристаллические (ЖК) мониторы полностью вытеснили мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Но, тем не менее, ЭЛТ мониторы еще используются.

ЖК монитор ЭЛТ монитор

Характеристики мониторов на которые необходимо обращать при выборе.

1. Размер экрана – этот показатель по-разному измеряется у ЖК и ЭЛТ мониторов. У ЭЛТ мониторов размер считается от угла корпуса монитора, а у ЖК измеряется только сам экран монитора без корпуса. На сегодняшний день в продаже от 18,5 до 55 дюймов.

2. Соотношение сторон – соотношение ширины и высоты экрана. Классические мониторы имели соотношение 4:3. Сегодня таких мониторов уже не найти. Основная масса мониторов имеет сегодня соотношение 16:9. Существуют также 16:10, 21:9.

3. Разрешение монитора – это количество точек (пикселей) по вертикали и горизонтали экрана. На сегодняшний день самое низкое разрешение 1280х1024, а самое высокое 5120х2880. Наиболее распространенные приобретаемые мониторы с разрешением 1366х768, 1600х900, 1440х900 и 1920х1080. Мониторы с большим разрешением дают более красивую картинку, но еще слишком дороги, чтобы стать массово покупаемыми.

4. Плотность пикселей – количество пикселей на 1 дюйм экрана. Чем больше пикселей умещается в одном дюйме, тем меньше размер одного пикселя, тем меньше пиксели различимы невооруженным взглядом и тем чётче изображение, которые вы видите на экране.

5. Размер пикселя - Расстояние между двумя ближайшими пикселями (точками) по горизонтали, не очень критичный для выбора фактор. Чем выше разрешение, тем меньше размер пикселя (при неизменной диагонали) и наоборот, чем больше диагональ, тем больше размер одного пикселя (при неизменном разрешении). Чем меньше размер одного пикселя — тем более чёткое изображение будет выводить монитор, тем меньше будет заметна его зернистость, что особенно важно на больших мониторах. С другой стороны, малый размер пикселя создаёт дискомфорт при работе с мелкими деталями и текстом — в основном это касается мониторов с небольшой диагональю.

6. Тип матрицы - Тип матрицы влияет на параметры качества изображения, такие, как цветопередача, углы обзора монитора и другое. Сегодня изготовляют на основе четырех типов матриц: TN, IPS, PLS, VA. У каждой есть свои плюсы и минусы.

7. Частота обновления монитора – это количество кадров, которые монитор способен сменить за 1 секунду. Частоты ниже 60 Гц быстрой утомляют зрение, поэтому мониторов с таким разрешением в продаже вы сейчас не найдете. Самые массовые мониторы с частотой 60 и 75 Гц. Игровые мониторы способны держать частоту до 250 Гц.

8. Угол обзора – максимально возможное отклонение угла зрителя по вертикали и горизонтали от экрана без искажения изображения или цветопередачи. Встречают от 90 градусов и выше. Малый угол удобен для защиты от любопытных глаз, но приходится сидеть строго напротив экрана.

9. Время отклика - Этот параметр имеет значение для мониторов, созданных на основе ЖК-технологии. В связи с особенностями этой технологии при подаче управляющего сигнала пиксель не сразу начинает светиться (или темнеть), а только через некоторый, достаточно короткий промежуток времени. Из-за этого эффекта при просмотре видеофильма на ЖК-мониторе с большим временем отклика пикселя в динамичных сценах у движущихся объектов может появиться легкая тень. Чем меньше время отклика, тем качественнее монитор может воспроизвести динамичное изображение.
   Обычно производители монитора определяют время отклика как суммарное время переключения пикселя с черного на белый и обратно. Сегодня встречаются монитора от 1мс до 14 мс.

10. Контрастность - Соотношение самой темной точки к самой светлой при заданной яркости изображения, в основном влияет на цветопередачу черного цвета и его оттенков.

11. Динамическая контрастность - Динамической контрастностью называют разницу между самым ярким белым цветом при максимальной яркости подсветки и самым глубоким чёрным при минимальной. Динамическая контрастность может выражаться весьма впечатляющими цифрами (в некоторых моделях — более 100000000:1).

12. Яркость - Максимальная яркость свечения экрана монитора.
    Яркость характеризует интенсивность свечения экрана, измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2). Высокая яркость важна в условиях, когда монитор работает в помещении с сильным освещением. При низкой яркости изображения, оно может быть засвечено внешним источником света.

13. Видеоразъём – возможные варианты подключения к источнику сигнала. Распространенные разъёмы сегодня: VGA (D-Sub), DVI, HDMI или DisplayPort.

14. Дополнительные функции – мониторы могут оснащаться дополнительными возможностями такими как наличие выхода под наушники и микрофон, встроенные колонки, USB порты и другое.

Принтер — это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящейся в компьютере, на твёрдый физический носитель, обычно бумагу или полимерную плёнку, малыми тиражами (от единиц до сотен) без создания печатной формы.

Принтеры бывают:

1. Матричные - компьютерный принтер, создающий изображение на бумаге из отдельных маленьких точек ударным способом. Существуют 9, 12, 14, 18, 24 и 36, 48 точечные головки. Наиболее распространенные 9 и 24 игольчатые.

2. Струйные  — один из видов принтеров. 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, печатающая жидкими красителями.

3. Лазерные - печать осуществляется тонером, который представляет собой мелкодисперсный магнитный полимер, который плавится при температуре 200 градусов. Тонер засыпан в тонер-картридж, и благодаря магнитному валу, который располагается внизу картриджа, равномерно по нему распределяется.

Для построения изображения в лазерных принтерах используется фотометод: лазерный луч (или луч светодиода) попадает на фотовал, который предварительно заряжен без доступа света коротроном заряда. Коротрон заряда находится над фотовалом и выполнен в виде натянутой параллельно фотовалу проволоки из высокоомного материала (манганин, константан) или в виде резинового ролика (контактный заряд), который соприкасается с фотовалом. К коротрону заряда подведено постоянное высокое напряжение, которое наэлектризовывает поверхность фотовала, за счёт ударной ионизации воздуха, возникающей вследствие коронного разряда высокого напряжения...

Матричный принтер Струйный принтер Лазерный принтер

Графопострои́тель, пло́ттер — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Графопостроитель (плоттер)

Прое́ктор — оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране.

Устройства для вывода звуковой информации

Колонки - акустическая система, состоящая из нескольких одинаковых громкоговорителей, позволяющие воспроизводить звук с компьютера.

Характеристики компьютерных колонок, на которые необходимо обращать при выборе.

1. Мощность – Отражает мощность звука и выражается в ваттах. Более высокая мощность позволяется покрыть большую площадь звуком.

2. Минимальная воспроизводимая частота - чем ниже этот показатель, тем ниже отыгрывает бассовая составляющая звука. Минимальная частота доступная человеческому уху 20 Гц.

3. Максимальная воспроизводимая частота - высшая воспроизводимая частота звука, на которую способна акустическая система. Максимальная частота доступная человеческому уху 20 000 Гц

4. Соотношение сигнал/шум - число, показывающее разницу между уровнем полезного аудиосигнала и уровнем собственных шумов источника при одной и той же мощности. Чем выше показатель, тем меньше спектр звучания будет насыщен паразитными шумами.

5. Уровень общих искажений - Это уровень паразитных сигналов, примешивающихся к основному. От уровня искажений зависит конечное звучание: чем ниже уровень, тем лучше звук.

6. Формат системы - все мультимедийные колонки делятся на указанные типы: 2.0, 2.1, 3.1, 4.0, 4.1, 5.0, 5.1, 6.1, 7.1:

   1. Система 2.0 включает в себя две колонки. Звук воспроизводится колонками этого типа в стереорежиме.

   2. Система 2.1 состоит из сабвуфера и двух стереоколонок. Сабвуфером называют устройство, что служит для воспроизведения низкочастотного сигнала (до 100 Гц).

   3. Система 3.1 включает в себя сабвуфер, одну центральную колонку и две фронтальные колонки.

   4. Система 4.0 включает в себя две тыловые колонки и две фронтальные колонки. Такая система позволяет получить объемное звучание.

   5. Система 4.1 включает в себя сабвуфер, две тыловые колонки и две фронтальные колонки. Такая система позволяет получить объемное звучание.

   6. Система 5.1 позволяет получить объемное воспроизведение звука и включает в себя пять колонок окружающего звука (две тыловые, две фронтальные и одну центральную) и сабвуфер.

   7. Система 5.0 – та же система 5.1, но без сабвуфера.

   8. Система 6.1 включает в себя шесть колонок окружающего звука и сабвуфер. Шестой канал дает возможность получить более реалистичное звуковое сопровождение.

   9. Система 7.1 включает в себя семь колонок окружающего звука и сабвуфер. Перечень колонок - две центральные тыловые, две тыловые, две фронтальные, одна центральная.

7. Тип подключения - Характеристика указывает на типы проводных соединений. Благодаря цифровому входу, аудиосигнал в цифровом виде можно передавать и в многоканальном режиме, и в стереорежиме. Главная разница между оптическим входом и коаксиальным цифровым в том, что при оптическом входе для передачи сигнала применяется свет, а специальный световод заменяет электрический кабель. Основной плюс передачи сигнала оптическим путем – абсолютная защищенность от любых электромагнитных помех. Самый распространенный тип – 3,5 Jack.

Наушники – две маленькие колонки (блоки наушника) с оголовьем, надеваемых на голову или вставляемых прямо в ушные каналы и предназначены индивидуального прослушивания звука.

Наушники часто применяются в быту и в профессиональной деятельности для речевой связи и прослушивания музыки и речи, когда необходима мобильность или звукоизоляция от окружающего пространства. Наушники с прикреплённым к ним микрофоном образуют головную гарнитуру. Иногда в профессиональной деятельности вместо пары используется один отдельный наушник, он называется монитор.

Устройства для вывода прочей информации

Игровой контроллер (при столкновении с препятствием вибрирует) – контроллеры имеющие обратную связь. Позволяют максимально погрузить игрока в игру.

19