Апаратне забезпечення

Сайт: Навчально-інформаційний портал НУБіП України
Курс: Інформаційні технології (КН). Ч1 ☑️
Книга: Апаратне забезпечення
Надруковано: Гість-користувач
Дата: пʼятниця, 20 березня 2026, 13:11

1. Системна плата

Системна плата − це основна друкована плата комп'ютера, на якій знаходяться шини, або електричні провідники. Ці шини забезпечують передачу даних між різними компонентами комп'ютера. Системна плата також називається материнською або основною платою.

На системну плату із струмопровідними лініями, що сполучають компоненти плати, напаяні роз'єми розширення, мікросхема базової системи введення-виведення (BIOS), чіпсет (набір мікросхем супроводу) і за допомогою спеціальних пристосувань установлюється центральний процесор (ЦП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), радіатор і вентилятор. Гнізда, зовнішні і внутрішні роз'єми, різні порти також розташовані на системній платі.

Найбільш поширеним форм-фактором настільних ПК був AT, заснований на системній платі IBM AT. Ширина системної плати AT може досягати приблизно 26 см. Цей незручний розмір привів до розроблення менших форм-факторів. Місце розташування радіаторів і вентиляторів часто заважає використанню гнізд розширення у форм-факторах меншого розміру.

Більш новий форм-фактор для системних плат, ATX, став поліпшенням конструкції AT. У корпусі стандарту ATX розміщуються інтегровані порти введення-виведення системної плати ATX. Блок живлення ATX підключають до системної плати через один 20-штирковий роз'єм, а не через однакові роз'єми P8 і P9, які використовувалися у більш ранніх форм-факторах. Блок живлення ATX можна вмикати і вимикати не тумблером, а за допомогою сигналів з системної плати.

Micro-ATX − це форм-фактор меншого розміру, обернено сумісний з ATX. Оскільки точки монтажу системної плати Micro-ATX є модифікацією тих, що використовувалися на платі ATX, а панель введення-виведення ідентична на обох платах, системну плату Micro-ATX можна встановлювати в повнорозмірні корпуси стандарту ATX.

Оскільки для системних плат Micro-ATX часто використовуються ті ж набори мікросхем (контролер-концентратор пам'яті, або «північний міст», і контролер-концентратор введення-виведення, або «південний міст») і ті ж роз'єми живлення, що й для плат стандарту ATX, для них також можна використати безліч загальних компонентів. Проте, корпуси Micro-ATX зазвичай менші за розміром, ніж корпуси ATX, і мають менше гнізд розширення.

Окремі виробники устаткування мають власні форм-фактори, засновані на схемі ATX. З цієї причини окремі системні плати, блоки живлення та інші компоненти бувають несумісними зі стандартними корпусами ATX.

Важливим набором компонентів системної плати є чіпсет (набір мікросхем супроводу). Чіпсет складається з різноманітних інтегральних мікросхем, що напаяні на системну плату. Вони управляють взаємодією системного устаткування з ЦП і системною платою. ЦП установлюється в роз'єм або гніздо на системній платі. Тип установлюваного ЦП визначається роз'ємом на системній платі.

Більшість наборів мікросхем системної логіки розділяються на дві різні компоненти: контролер-концентратор пам'яті, або північний міст, і контролер-концентратор введення-виведення, або південний міст. Функції кожного з цих компонентів можуть розрізнятися залежно від виробника. Північний міст керує доступом до ОЗП, відеокарти, а також швидкістю їх зв'язку з ЦП. У багатьох випадках відеокарта буває вбудована в північний міст. AMD і Intel роблять мікросхеми з контролером пам'яті, інтегрованим в кристал ЦП. Південний міст у більшості випадків відповідає за взаємодію ЦП з жорстким диском, звуковою картою, портами USB та іншими портами введення-виведення.

2. Корпуси і блоки живлення

   Корпус комп'ютера є захисним коробом, усередині якого знаходиться конструкція з місцями для встановлення внутрішніх компонентів комп'ютера. Зазвичай корпуси комп'ютерів зроблені з пластика, сталі або алюмінію, існує багато стилів їх виконання.

У корпусах, окрім установчих місць для внутрішніх компонентів і механічного захисту, передбачаються також засоби охолодження внутрішніх компонентів. Вентилятори корпусу створюють потік повітря через корпус комп'ютера. Повітря, проходячи повз нагріті компоненти, відбирає у них тепло і виходить з корпусу. Цей процес оберігає компоненти комп'ютера від перегрівання. Корпуси також запобігають ушкодженню компонентів статичною електрикою. Внутрішні компоненти комп'ютера заземлені, якщо вони прикріплені до корпуса.

Усім комп'ютерам потрібний блок живлення, що перетворює змінний струм з розетки електромережі в постійний струм. Крім того, кожному комп'ютеру потрібна системна плата. Системна плата − це основна плата комп'ютера. Розмір і форма корпуса комп'ютера зазвичай визначаються системною платою, блоком живлення та іншими внутрішніми компонентами. Розмір і внутрішнє компонування корпуса називають форм-фактором.

Основні форм-фактори для корпусів − це корпуси типу «настільний» і типу «вежа», як показано на рисунку 1. Корпуси настільного типу бувають повнорозмірними і компактними. Існує два види корпусів типу «вежа»: повнорозмірні і «міні-вежа».

Можна вибрати об'ємніший корпус, щоб у майбутньому встановити додаткові компоненти. Також можна вибрати корпус поменше, який займає мінімум місця. У цілому, корпус має бути довговічним, простим в обслуговуванні, а також мати досить простору для встановлення додаткових компонентів.

 

Блок живлення повинен надавати достатнє електроживлення для усіх установлених компонентів, а також для тих компонентів, які можуть бути додані пізніше. Якщо блок живлення спроможний забезпечити живлення тільки для вже встановлених компонентів, то може знадобитися його заміна під час додавання інших компонентів.

3. Центральний процесор

Центральний процесор (ЦП)  є найбільш важливим елементом системи комп'ютера. ЦП поставляються в різних форм-факторах, кожен з них вимагає специфічного гнізда або роз'єму на системній платі. У число найбільш популярних виробників ЦП входять Intel і AMD.

Роз'єм або гніздо ЦП − це місце підключення процесора до системної плати. Більшість роз'ємів і процесорів, що використовуються в даний час, створені на основі архітектури корпусу з матрицею штиркових контактів (PGA) і матрицею ламелей (LGA). В архітектурі PGA штирі в нижній частині процесора встановлюються в роз'єм, як правило, з нульовим зусиллям вставки. Термін «нульове зусилля вставки» означає силу, яка необхідна для установки ЦП у роз'єм або гніздо системної плати. В архітектурі LGA штирі знаходяться в роз'ємі, а не на процесорі. 

ЦП виконує програму, яка є послідовністю збережених команд. Кожна модель процесора має набір команд, які він виконує. ЦП виконує програму, обробляючи кожний фрагмент даних відповідно до вказівок програми і набору команд. У той час як ЦП виконує один крок програми, інші команди і дані зберігаються поруч, в особливій пам'яті, званої кешем. З набором команд пов'язані дві основні архітектури ЦП:
Комп'ютер із скороченим набором команд (RISC) - в архітектурі використовується відносно невеликий набір команд. Мікросхеми RISC спроектовані таким чином, щоб дуже швидко виконувати ці команди.
Комп'ютер зі складним набором команд (CISC) - в архітектурі використовується широкий набір команд, завдяки чому кожна операція вимагає меншої кількості тактів.

Окремі ЦП виробництва Intel використовують гіперпоточність для підвищення продуктивності своєї роботи. При гіперпоточності кілька фрагментів коду (потоків) виконуються в ЦП одночасно. Для операційної системи один гіперпоточний ЦП під час оброблення декількох потоків функціонує як два ЦП.

Окремі процесори виробництва AMD для збільшення своєї продуктивності використовують гіпертранспортну шину. Гіпертранспортна шина − це високошвидкісне підключення між ЦП і північним мостом з низьким рівнем затримок.

Потужність ЦП вимірюється з погляду швидкості та обсягу даних, який він може обробити. Швидкість ЦП вимірюється в циклах на секунду, наприклад, мільйонах циклів на секунду, званих мегагерцами (МГц), або мільярдах циклів на секунду, званих гигагерцами (ГГц). Обсяг даних, який ЦП може обробити за одиницю часу, залежить від ширини зовнішньої шини. Її також називають шиною ЦП або шиною даних процесора. Збільшивши ширину шини ЦП, можна підвищити продуктивність його роботи. Ширина зовнішньої шини вимірюється в бітах. Біт (розряд) − найменша одиниця вимірювання даних у комп'ютері, вона відповідає бінарному формату, в якому обробляються дані. У сучасних процесорах використовуються 32-розрядні або 64-розрядні зовнішні шини.

Перевищення тактової частоти (розгін) процесора − прийом, використовуваний для того, щоб процесор працював швидше, ніж зазначено в його специфікації. Не рекомендується використовувати розгін для підвищення продуктивності комп'ютера, оскільки це може привести до пошкодження ЦП. Пропуск тактів ЦП є прямою протилежністю розгону. Пропуск тактів ЦП − це прийом, використовуваний у тих випадках, коли процесор працює на швидкості, меншій специфікованої, для економії електроенергії або зниження нагріву. Пропуск тактів широко використовується на ноутбуках та інших мобільних пристроях.

4. Постійно запам’ятовуючий пристрій

Дані − букви, цифри й символи, зберігаються в інтегральних схемах ЗП у формі байтів. Байтами представляються дані − букви, цифри та символи. Байт - угрупування цифрової інформації в обчисленні. Байт − це група з восьми бітів. Кожен біт зберігається в інтегральній схемі ЗП у вигляді нуля або одиниці.

Мікросхеми ПЗП знаходяться на системній платі та інших платах. Мікросхеми ПЗП містять команди, до яких ЦП може отримати безпосередній доступ. Основні команди для роботи, наприклад, початкового завантаження комп'ютера і завантаження ОС, зберігаються в мікросхемах ПЗП. Мікросхеми ПЗУ зберігають всі дані, навіть якщо комп'ютер відключений. Ці дані не можна стерти або змінити звичайним способом.

ПЗП іноді називають мікропрограмним забезпеченням, або прошивкою. Ця назва вводить в оману, оскільки вбудоване програмне забезпечення − це ПЗ, яке зберігається в мікросхемі ПЗП.

5. Оперативний запам’ятовуючий пристрій

ОЗП − це тимчасове сховище даних і програм, до яких звертається ЦП. ОЗП має енергозалежну пам'ять. Це означає, що її вміст видаляється під час вимкнення живлення комп'ютера. Чим більший ОЗП комп'ютера, тим більше він має можливості зі зберігання та оброблення великих програм і файлів. Збільшення ОЗП також збільшує продуктивність комп'ютера. Максимальний обсяг ОЗП, який можна встановити на комп'ютер, обмежується системною платою і ОС.

6. Плати адаптерів і гнізда розширення

Плати адаптерів підвищують функціональні можливості комп'ютера шляхом додавання контролерів певних пристроїв або заміни несправних портів. Нижче наведені поширені типи плат адаптерів, використовуваних для розширення і виконання індивідуального налаштування можливостей комп'ютера:
- Мережний адаптер (NIC) - підключає комп'ютер до мережі за допомогою мережного кабелю.
- Бездротова мережна карта - підключає комп'ютер до мережі за допомогою радіозв'язку.
- Звуковий адаптер - відповідає за функції звуку.
- Відеоадаптер - відповідає за функції графіки.
- Карта захоплення - відправляє відеосигнал комп'ютеру для запису на жорсткий диск за допомогою ПЗ захоплення відеосигналу.
- Плата ТБ-тюнера - надає можливість перегляду і запису телевізійних сигналів на ПК за умови, що тюнер карти підключений до ефірної антени, кабельного або супутникового ТБ.
- Модемний адаптер - підключає комп'ютер до Інтернету через телефонну лінію.
- Адаптер SCSI - підключає до комп'ютера облаштування SCSI, такі як жорсткі диски або стрічкові накопичувачі.
- Адаптер RAID - підключає декілька жорстких дисків до комп'ютера для забезпечення надмірності і поліпшення продуктивності.
- Порт USB - підключає до комп'ютера периферійні пристрої.
- Паралельний порт - підключає до комп'ютера периферійні пристрої.
- Порт послідовного введення-виведення - підключає до комп'ютера периферійні пристрої.

На системній платі комп'ютера є гнізда розширення, призначені для установки плат адаптера. Тип роз'єму використовуваної карти адаптера повинен відповідати гнізду розширення. 

Раніше в комп'ютерних системах форм-фактора LPX використовувалася плата перехідника, що дозволяла встановлювати карти адаптерів горизонтально. Плата перехідника використовувалася в основному на малогабаритних настільних комп'ютерах.

CNR − це спеціальне гніздо, яке використовується для низки мережевих або аудіокарт. CNR більше не використовується, оскільки безліч його функцій тепер переміщені на системну плату.

7. Принтери

Більшість використовуваних сьогодні принтерів − це або лазерні барабанні принтери, або струменеві принтери, в яких застосовується технологія електростатичного розпилення. Для отримання копій під копірку застосовуються точково-матричні принтери, що працюють на ударній технології. 

Можливості та швидкість

При виборі принтера найважливішими чинниками є його можливості і швидкість друку. Швидкість друку вимірюється в сторінках у хвилину (ст./хв.). Принтери різних виробників і моделей мають різну швидкість друку. Також швидкість друку залежить від складності зображення і встановленої користувачем якості. Наприклад, при виборі чорнового друку сторінка буде надрукована значно швидше, ніж при виборі друку високої якості. Чорновий друк кольорової цифрової фотографії виконується швидше, ніж друк фотографічної якості. Зазвичай, струменеві принтери працюють повільніше, проте найчастіше з швидкістю достатньою для домашнього використання або для невеликого офісу.

Кольоровий або чорно-білий друк

На моніторі комп'ютера кольори відображаються за допомогою адитивного змішування крапок, які виводяться на екран. Колірна палітра створюється з червоних, зелених і синіх (RGB) крапок. Принтер, навпаки, виконує кольоровий друк за допомогою субстрактивного змішання. 

Вибір між чорно-білим і кольоровим принтером залежить від потреб замовника. Якщо замовник в основному використовує принтер для друку текстових документів, то йому буде достатньо менш дорогого чорно-білого принтера. Вчителю початкової школи може знадобитися кольоровий принтер, щоб зробити уроки більш мальовничими.

Якість

Якість друку вимірюється в крапках на дюйм (dpi). Чим більше число dpi, тим вища роздільна здатність зображення. При високій роздільній здатності текст і зображення виглядають більш чітко. Для досягнення кращої роздільної здатності зображень використовуйте високоякісні чорнила або тонер та папір.

Надійність

Принтер повинен бути надійним. Сьогодні на ринку представлено безліч різних типів принтерів. Ознайомтеся зі специфікаціями хоча б декількох з них, перш ніж придбати принтер. Нижче представлена деяка інформація про виробника, яку потрібно враховувати при виборі
- Гарантія - визначає випадки, що вважаються гарантійними.
- Планове обслуговування - обслуговування за умови очікуваного використання. Інформацію щодо використання ви знайдете у документації, що додається або на сайті виробника.
- Середній час напрацювання на відмову (СЧНВ) - усереднений час, який принтер повинен пропрацювати до першої відмови. Цю інформацію ви знайдете в документації, що додається або на сайті виробника.

Сукупна вартість обслуговування

При покупці принтера слід враховувати не тільки початкові витрати. Сукупна вартість обслуговування (СВО) складається з декількох чинників:
- Початкові витрати на придбання
- Вартість витратних матеріалів, таких як папір і чорнила
- Кількість сторінок на місяць
- Вартість сторінки
- Витрати на гарантійне обслуговування

Доступність

Шрифти Шрифти

Розмір шрифта Розмір шрифта

1

Колір тексту Колір тексту

Колір тла Колір тла

Кернінг шрифтів Кернінг шрифтів

Видимість картинок Видимість картинок

Інтервал між літерами Інтервал між літерами

0

Висота рядка Висота рядка

1.2

Виділити посилання Виділити посилання

Вирівнювання тексту Вирівнювання тексту

Ширина абзацу Ширина абзацу

0