Grupa: Administrator 
Lokalizacja: Rzeszów
Posty: 80 #128681
Od: 2007-11-4
| We/Wy
Urządzenie wejścia-wyjścia, urządzenie we/wy, urządzenie I/O (ang. input/output device) służy do komunikacji komputera z użytkownikiem, komputerem lub innym urządzeniem. Niektóre z tych urządzeń są typowymi urządzeniami wejścia, inne wyjścia, pozostałe natomiast jednocześnie wejścia i wyjścia. Typowe urządzenia wejścia to np.: klawiatura, mysz komputerowa, skaner, joysticki oraz czytniki nośników danych. Typowe urządzenia wyjścia to np.: monitor, drukarka, głośniki, słuchawki. Typowe urządzenia wejścia i wyjścia to np.: karta sieciowa, modem, ekran dotykowy, dysk twardy oraz wszelkie inne nagrywalne stacje nośników danych. Część urządzeń wejścia-wyjścia znajduje się wewnątrz obudowy jednostki centralnej komputera, często nawet bezpośrednio na płycie głównej. Natomiast te urządzenia we/wy, które są przypięte do komputera za pomocą kabli lub komunikują się z komputerem w inny sposób (np. falami radiowymi lub za pomocą podczerwieni), zwane są peryferiami komputerowymi.
BUDOWA płyty głównej
Kontrolery poszczególnych urządzeń zgrupowane są głównie w dwóch mostkach – północnym i południowym.
Mostek północny, podłączony bezpośrednio do procesora przy pomocy FSB, zawiera kontroler pamięci oraz kontroler szyny graficznej. W przypadku zintegrowania kontrolera pamięci z procesorem mostek ten może nie występować, wówczas bezpośrednio do procesora podłączany jest przez HyperTransport mostek południowy.
Mostek południowy, podłączony do mostka północnego, może zawierać kontrolery PCI, USB, dźwięku, Ethernetu, dysków (ATA, SATA) itp. Do niego też zazwyczaj podłączone są dodatkowe zewnętrzne kontrolery (np. IEEE 1394). Na płycie głównej umieszczony jest także zegar czasu rzeczywistego.
Mysz (z ang. mouse) – urządzenie wskazujące używane podczas pracy z interfejsem graficznym systemu komputerowego. Wynaleziona została przez Douglasa Engelbarta w 1963 r. Mysz umożliwia poruszanie kursorem po ekranie monitora poprzez przesuwanie jej po powierzchni płaskiej. Mysz odczytuje zmianę swojego położenia względem podłoża, a po jego zamianie na postać cyfrową komputer dokonuje zmiany położenia kursora myszy na ekranie. Najczęściej wyposażona jest w kółko do przewijania ekranu.
Klawiatura - uporządkowany zestaw klawiszy służący do ręcznego sterowania urządzeniem lub ręcznego wprowadzania danych. W zależności od spełnianej funkcji klawiatura zawiera różnego rodzaju klawisze – alfabetyczne, cyfrowe, znaków specjalnych, funkcji specjalnych, o znaczeniu definiowanym przez użytkownika. Klawiatury występują w najróżniejszych urządzeniach – maszynach do pisania, klawiszowych instrumentach muzycznych, kalkulatorach, telefonach komórkowych, tokenach; w szczególności jest to jeden z podzespołów wejściowych komputera. Aktualnie używane modele klawiatur komputerowych mają około 100 klawiszy. Coraz częściej w klawiatury komputerowe wbudowuje się dodatkowe elementy sterujące (dodatkowe przyciski) i kontrolne (diody świecące) - najczęściej dla obsługi multimediów. Szczególnego rodzaju klawiatury występują
w instrumentach muzycznych – fortepianach, pianinach, organach (tzw. manuały), klawesynach, trąbkach, akordeonach i in., a także w instrumentach elektronicznych.
USB (ang. Universal Serial Bus - uniwersalna magistrala szeregowa) - rodzaj sprzętowego portu komunikacyjnego komputerów, zastępującego stare porty szeregowe i porty równoległe. Został opracowany przez firmy Microsoft, Intel, Compaq, IBM i DEC. Port USB jest uniwersalny w tym sensie, że można go wykorzystać do podłączenia do komputera wielu różnych urządzeń (np.: kamery wideo, aparatu fotograficznego, telefonu komórkowego, modemu, skanera, klawiatury, przenośnej pamięci itp). Urządzenia podłączane w ten sposób mogą być automatycznie wykrywane i rozpoznawane przez system, przez co instalacja sterowników i konfiguracja odbywa się w dużym stopniu automatycznie (przy starszych typach szyn użytkownik musiał bezpośrednio wprowadzić do systemu informacje o rodzaju i modelu urządzenia). Możliwe jest także podłączanie i odłączanie urządzeń bez konieczności wyłączania czy ponownego uruchamiania komputera. Większość współczesnych systemów operacyjnych obsługuje złącze USB – dotyczy to m.in. systemów firmy Microsoft zaczynając od Windows 95 w wersji OSR2 (istnieje także poprawka do wersji OSR1 udostępniająca obsługę USB), systemów Windows z rodziny NT oraz systemów opartych na jądrze Linux/*BSD.
Port równoległy (ang. Parallel Port) - to port w technice komputerowej, w którym dane są przesyłane jednocześnie kilkoma przewodami, z których każdy przenosi jeden bit informacji. Przeciwieństwem portu równoległego jest port szeregowy. W komputerach klasy PC używa się kilku portów równoległych. Najbardziej znanym jest port o standardzie Centronics przesyłający jednocześnie 8 bitów, został on zaprojektowany do przesyłania danych do drukarek. Innymi portami równoległymi są SCSI i ATA. Jako, że jedynym portem równoległym wyprowadzanym na zewnątrz komputera klasy PC jest port Centronics, port równoległy jest z nim błędnie utożsamiany.
Port szeregowy (ang. Serial Port) - port komputerowy, przez który dane są przekazywane w formie jednego ciągu bitów. Port ten jest zwykle zaopatrzony w specjalny układ o nazwie UART, który tłumaczy ciągi bitów na bajty i na odwrót. Komputery klasy PC mają zwykle kilka portów szeregowych - jeden lub dwa porty RS-232, dwa porty PS/2 i kilka portów USB. Komputery przenośne są także często wyposażone w port podczerwieni. Porty szeregowe w komputerze wykorzystuje się zwykle do podłączania "strumieniowych" urządzeń zewnętrznych takich jak myszki, klawiatury, modemy, urządzenia pomiarowe. Ze względu na prostszą synchronizację niż w przypadku portu równoległego, porty szeregowe mogą osiągać większe przepustowości. Port szeregowy jest często błędnie utożsamiany z magistralą RS-232 ponieważ port COM początkowo był jedynym portem szeregowym wyprowadzonym na zewnątrz komputera PC.
Pamięć operacyjna (en. internal memory, Primary storage). Jest to pamięć adresowana i dostępna bezpośrednio przez procesor, a nie przez urządzenia wejścia-wyjścia procesora. W pamięci tej mogą być umieszczane rozkazy (kody operacji) procesora (program) dostępny bezpośrednio przez procesor i stąd nazwa pamięć operacyjna. W Polsce często pamięć ta jest utożsamiana z pamięcią RAM, choć jest to zawężenie pojęcia, pamięcią operacyjną jest też pamięć nieulotna (ROM, EPROM i inne jej odmiany) dostępna bezpośrednio przez procesor. Obecnie pamięci operacyjne są wyłącznie pamięciami elektronicznymi, dawniej używano pamięci ferrytowych. W obecnych komputerach głównym rodzajem pamięci operacyjnej jest pamięć RAM, wykonana jako układy elektroniczne, wykorzystywana przez komputer do przechowywania programu i danych podczas jego pracy.
Procesor (ang. processor) nazywany często CPU (ang. Central Processing Unit) - urządzenie cyfrowe sekwencyjne potrafiące pobierać dane z pamięci, interpretować je i wykonywać jako rozkazy. Wykonuje on bardzo szybko ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora. Procesory (zwane mikroprocesorami) wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w hermetycznej obudowie, często posiadającej złocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na własności stykowe tego metalu). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź). Ważnym parametrem procesora jest rozmiar elementów budujących jego strukturę. Im są one mniejsze tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa częstotliwość pracy. Współczesne procesory używane w komputerach osobistych wykonywane są w technologii pozwalającej na uzyskanie elementów o rozmiarach mniejszych niż 45 nm, pracujących z częstotliwością kilku GHz. Według planów największych producentów procesorów, pod koniec roku 2010 powinny pojawić się procesory wykonane w technologii 32 nm. Fabryki procesorów muszą posiadać pomieszczenia o niezwykłej czystości, co jest bardzo kosztowne. W funkcjonalnej strukturze procesora można wyróżnić takie elementy, jak:
- zespół rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą być ogólnego przeznaczenia, lub mają specjalne przeznaczenie,
- jednostkę arytmetyczną (arytmometr) do wykonywania operacji obliczeniowych na danych,
- układ sterujący przebiegiem wykonywania programu.
Jedną z podstawowych cech procesora jest długość (liczba bitów) słowa, na którym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma np. 32 bity, mówimy że procesor jest 32-bitowy.
Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość z jaką wykonuje on program. Przy danej architekturze procesora, szybkość ta w znacznym stopniu zależy od czasu trwania pojedynczego taktu.
Do typowych rozkazów wykonywanych przez procesor należą:
• kopiowanie danych
z pamięci do rejestru
z rejestru do pamięci
z pamięci do pamięci (niektóre procesory)
(podział ze względu na sposób adresowania danych)
• działania arytmetyczne
dodawanie
odejmowanie
porównywanie dwóch liczb
dodawanie i odejmowanie jedności
zmiana znaku liczby
• działania na bitach
iloczyn logiczny - AND
suma logiczna - OR
suma modulo 2 (różnica symetryczna) - XOR
negacja - NOT
przesunięcie bitów w lewo lub prawo
• skoki
bezwarunkowe
warunkowe
Współcześnie większość procesorów posiada wielordzeniową budowę. Takie rozwiązanie pozwoliło na wyeliminowanie problemu ze wzrostem poboru energii i ciepła wraz ze zwiększaniem taktowania procesorów. Modelem który zapoczątkował ten trend był Intel Pentium D (niezbyt udana konstrukcja). Prawdziwym przebojem stał się dopiero Intel Core 2 Duo zbudowany na bazie architektury Conroe (65nm). Najszybsze dziś modele posiadają rdzeń taktowany zegarem 3,16 Ghz (C2D E8500). Wymieniony procesor oparto o najnowocześniejszą architekturę Penryn wykonanym w procesie technologicznym 45nm ( tj. odległość między tranzystorami wynosi 45 nanometrów). Najgroźniejszy rywal Intela, czyli AMD, wypuścił własny model procesora dwurdzeniowego o nazwie Athlon 64 X2. Jednak potrafi on konkurować z przeciwnikiem jedynie w niższym segmencie cenowym. Obie firmy mają w ofercie także modele czterodzeniowe (Quad Intela i Phenom AMD).Obecnie Intel prowadzi testy 80-rdzeniowego procesora. Komputer oprócz procesora głównego (CPU) posiada procesory pomocnicze: obrazu (GPU), dźwięku, koprocesory arytmetyczne. Procesor bywa też nazywany jednostką centralną (poprzez tłumaczenie ang. CPU, Central Processing Unit w sposób dosłowny) - to określenie przyjęło się jedynie w wąskim gronie informatyków. Część użytkowników jednostkę centralną kojarzy z handlowym terminem określającym jednostką systemową komputera złożoną z elementów takich jak procesor, płyta główna, karta rozszerzenia, pamięć operacyjna, dysk twardy zamkniętych we wspólnej obudowie, nie obejmującą takich urządzeń peryferyjnych jak monitor, klawiatura czy drukarka.
Karta sieciowa (ang. NIC - Network Interface Card) - karta rozszerzeń, która służy do przekształcania pakietów danych w sygnały, które są przesyłane w sieci komputerowej. Każda karta NIC posiada własny, unikatowy w skali światowej adres fizyczny, znany jako adres MAC, przyporządkowany w momencie jej produkcji przez producenta, zazwyczaj umieszczony na stałe w jej pamięci ROM. W niektórych współczesnych kartach adres ten można jednak zmieniać. Karta sieciowa pracuje tylko w jednym standardzie np. Ethernet. Nie może pracować w dwóch standardach jednocześnie np. Ethernet i FDDI. Karty sieciowe, podobnie jak switche są elementami aktywnymi sieci Ethernet.
|
