Компьютерное оборудование

редактировать
Физические компоненты компьютера

PDP-11 Плата ЦП

Компьютерное оборудование включает физическое части компьютера, такие как корпус, центральный процессор (CPU), монитор, мышь, клавиатура, компьютерное хранилище данных, видеокарта, звуковая карта, динамики и материнская плата.

Напротив, программное обеспечение - это набор инструкций, которые могут храниться и выполняться аппаратными средствами. Аппаратное обеспечение называется так, потому что оно «сложно » или жесткое в отношении изменений, тогда как программное обеспечение «мягкое», потому что его легко изменить.

Аппаратное обеспечение обычно предписывается программным обеспечением для выполнения любой команды или инструкции. Комбинация аппаратного и программного обеспечения образует пригодную для использования вычислительную систему, хотя другие системы существуют только с аппаратным обеспечением.

Содержание
  • 1 Архитектура фон Неймана
  • 2 Типы компьютерных систем
    • 2.1 Персональный компьютер
      • 2.1.1 Корпус
      • 2.1.2 Блок питания
      • 2.1.3 Материнская плата
      • 2.1.4 Платы расширения
      • 2.1.5 Устройства хранения
        • 2.1.5.1 Фиксированные носители
        • 2.1.5.2 Съемные носители
      • 2.1.6 Периферийные устройства ввода и вывода
        • 2.1.6.1 Устройство ввода
        • 2.1.6.2 Устройство вывода
    • 2.2 Базовый компьютер
    • 2.3 Вычисления в отделе
    • 2.4 Суперкомпьютер
  • 3 Обновление оборудования
  • 4 Продажи
  • 5 Утилизация
    • 5.1 Токсичные компоненты компьютера
    • 5.2 Условия окружающей среды эффекты
    • 5.3 Усилия по минимизации потерь компьютерного оборудования
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
Архитектура фон Неймана
Схема архитектуры фон Неймана

Шаблон для всех современных компьютеров - это архитектура фон Неймана, подробно описанная в статье 1945 года венгерского математика Джона фон Неймана. Здесь описывается проектная архитектура электронного цифрового компьютера с подразделениями блока обработки, состоящего из арифметико-логического блока и регистров процессора, блок управления , содержащий регистр команд и счетчик программ, память для хранения данных и команд, внешние запоминающие устройства и механизмы ввода и вывода. Значение этого термина развилось, чтобы обозначать компьютер с хранимой программой, в котором выборка команды и операция с данными не могут происходить одновременно, потому что они используют общую шину. Это называется узким местом фон Неймана и часто ограничивает производительность системы.

Типы компьютерных систем

Персональный компьютер

Базовые аппаратные компоненты современный персональный компьютер, включая монитор, материнскую плату, CPU, RAM, две карты расширения, блок питания, оптический дисковод, жесткий диск, клавиатура и мышь Внутри компьютера, изготовленного по индивидуальному заказу: блок питания внизу имеет собственный охлаждающий вентилятор

. персональный компьютер - один из наиболее распространенных типов компьютеров благодаря своей универсальности и относительно невысокой цене. Настольные персональные компьютеры имеют монитор, клавиатуру, мышь и компьютерный корпус. Корпус компьютера вмещает материнскую плату, фиксированные или съемные диски для хранения данных, источник питания и может содержать другие периферийные устройства, такие как модемы или сетевые интерфейсы. В некоторых моделях настольных компьютеров монитор и клавиатура интегрированы в один корпус с процессором и блоком питания. Разделение элементов позволяет пользователю расположить компоненты в приятном и удобном массиве за счет прокладки кабелей питания и данных между ними.

Ноутбуки предназначены для портативности, но работают так же, как настольные ПК. Они могут использовать компоненты меньшего энергопотребления или меньшего размера с меньшей производительностью, чем настольный компьютер с аналогичной ценой. Ноутбуки содержат в одном корпусе клавиатуру, дисплей и процессор. Монитор в откидной верхней крышке корпуса можно закрыть для транспортировки, чтобы защитить экран и клавиатуру. Вместо мыши портативные компьютеры могут иметь трекпад или указатель.

. Планшеты представляют собой портативные компьютеры, в которых в качестве основного устройства ввода используется сенсорный экран. Планшеты обычно весят меньше и меньше ноутбуков.

Некоторые планшеты имеют раскладывающуюся клавиатуру или предлагают подключение к отдельным внешним клавиатурам. Некоторые модели портативных компьютеров имеют съемную клавиатуру, что позволяет настроить систему как планшет с сенсорным экраном. Их иногда называют «съемными ноутбуками 2-в-1» или «гибридами планшет-ноутбук».

Корпус

Корпус компьютера включает в себя большинство компонентов системы. Он обеспечивает механическую поддержку и защиту внутренних элементов, таких как материнская плата, дисковые накопители и блоки питания, а также контролирует и направляет поток охлаждающего воздуха по внутренним компонентам. Корпус также является частью системы управления электромагнитными помехами, излучаемыми компьютером, и защищает внутренние части от электростатического разряда. В больших корпусах типа «башня» можно разместить несколько дисководов или других периферийных устройств, и они обычно стоят на полу, в то время как настольные корпуса обеспечивают меньше места для расширения. Дизайн "все в одном" включает в себя видеодисплей, встроенный в тот же корпус. Для портативных и портативных компьютеров требуются чехлы, обеспечивающие защиту устройства от ударов. Любители могут украсить корпуса разноцветными огнями, краской или другими элементами в упражнении, которое называется модификация корпуса.

Источник питания

Блок питания (PSU) преобразует переменный ток (AC) в электрическую энергию. к низковольтному питанию постоянного тока (DC) для компьютера. Ноутбуки могут работать от встроенной аккумуляторной батареи. Блок питания обычно использует импульсный источник питания (SMPS) с силовыми полевыми МОП-транзисторами (силовыми полевыми транзисторами металл-оксид-полупроводник ), используемыми в преобразователи и схемы регуляторов ИИП.

Материнская плата

Материнская плата компьютера

Материнская плата является основным компонентом компьютера. Это плата с интегральной схемой, которая соединяет другие части компьютера, включая CPU, RAM, дисководы (CD, DVD, жесткий диск или любые другие), а также любые периферийные устройства, подключенные через порты или слоты расширения. Микросхемы интегральной схемы (IC) в компьютере обычно содержат миллиарды крошечных полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник (MOSFET).

Компоненты, непосредственно подключенные к или к части материнской платы относятся:

Карты расширения

Плата расширения в вычислительной технике - это печатная плата, которую можно вставить в слот расширения на материнской плате компьютера или объединительной плате для добавления функциональности компьютерной системе через шину расширения.. Карты расширения могут использоваться для получения или расширения функций, не предлагаемых материнской платой.

Устройства хранения

Устройство хранения - это любое вычислительное оборудование и цифровые носители, которые используются для хранения, переноса и извлечения файлов данных и объектов. Он может хранить и хранить информацию как временно, так и постоянно, и может быть внутренним или внешним по отношению к компьютеру, серверу или любому подобному вычислительному устройству. Хранение данных - ключевая функция и фундаментальный компонент компьютеров.

Фиксированный носитель

Данные хранятся на компьютере с использованием различных носителей. Жесткие диски (HDD) имеются практически во всех старых компьютерах из-за их большой емкости и низкой стоимости, но твердотельные накопители (SSD) быстрее и более энергоэффективны, хотя в настоящее время они дороже жестких дисков в пересчете на доллар за гигабайт, поэтому часто встречаются в персональных компьютерах, выпущенных после 2007 года. Твердотельные накопители используют флэш-память, в которой хранятся данные на микросхемах MOS-памяти, состоящих из MOSFET с плавающей запятой ячеек памяти. В некоторых системах может использоваться контроллер дискового массива для повышения производительности или надежности.

Съемный носитель

Для передачи данных между компьютерами внешнее устройство флэш-памяти (например, карта памяти или USB-накопитель ) или оптический диск (например, CD-ROM, DVD-ROM или BD-ROM ).. Их полезность зависит от возможности чтения другими системами; большинство машин имеют оптический дисковод (ODD), и практически все они имеют хотя бы один порт универсальной последовательной шины (USB).

Периферийные устройства ввода и вывода

Устройства ввода и вывода обычно размещаются снаружи основного корпуса компьютера. Следующее является стандартным или очень распространенным для многих компьютерных систем.

Устройство ввода

Устройства ввода позволяют пользователю вводить информацию в систему или управлять ее работой. Большинство персональных компьютеров имеют мышь и клавиатуру, но в портативных системах обычно используется сенсорная панель вместо мыши. К другим устройствам ввода относятся веб-камеры, микрофоны, джойстики и сканеры изображений.

Устройство вывода

Устройства вывода разработаны с учетом чувства людей. Например, мониторы, отображают текст, который можно читать, динамики воспроизводят звук, который можно услышать. К таким устройствам также могут относиться принтеры или устройство для тиснения Брайля..

Мэйнфрейм

A мэйнфрейм - это гораздо более крупный компьютер, который обычно заполняет комнату и может стоить много сотен или тысяч раз больше, чем персональный компьютер. Они предназначены для выполнения большого количества вычислений для правительств и крупных предприятий.

IBM System z9 мэйнфрейм

Вычисления в отделах

В 1960-х и 1970-х годах все больше и больше отделов начали использовать более дешевые специализированные системы для конкретных целей, таких как управление процессами и автоматизация лабораторий. миникомпьютер, или в просторечии мини, представляет собой класс компьютеров меньшего размера, который был разработан в середине 1960-х годов и продавался по цене намного дешевле, чем мэйнфрейм и средние компьютеры от IBM и его прямых конкурентов.

Суперкомпьютер

A суперкомпьютер внешне похож на мэйнфрейм, но вместо этого предназначен для чрезвычайно требовательных вычислительных задач. По состоянию на июнь 2018 года самым быстрым суперкомпьютером в списке суперкомпьютеров TOP500 является Summit в США с результатом теста LINPACK 122,3 PFLOPS <81.>Light, примерно на 29 пфлопс.

Термин суперкомпьютер не относится к конкретной технологии. Скорее, он указывает на самые быстрые вычисления, доступные в любой момент времени. В середине 2011 года самые быстрые суперкомпьютеры могли похвастаться скоростью, превышающей один петафлоп, или 1 квадриллион (10 ^ 15 или 1000 триллионов) операций с плавающей запятой в секунду. Суперкомпьютеры быстры, но чрезвычайно дороги, поэтому они обычно используются крупными организациями для выполнения ресурсоемких задач с большими наборами данных. На суперкомпьютерах обычно работают военные и научные приложения. Хотя они дороги, они также используются для коммерческих приложений, где необходимо анализировать огромные объемы данных. Например, крупные банки используют суперкомпьютеры для расчета рисков и доходности различных инвестиционных стратегий, а медицинские организации используют их для анализа гигантских баз данных о пациентах с целью определения оптимального лечения различных заболеваний и проблем, с которыми сталкивается страна.

Обновление оборудования

При использовании компьютерного оборудования обновление означает добавление нового или дополнительного оборудования к компьютеру, которое улучшает его производительность, увеличивает его емкость или добавляет новые функции. Например, пользователь может выполнить обновление оборудования, чтобы заменить жесткий диск на более быстрый или твердотельный диск (SSD), чтобы повысить производительность. Пользователь также может установить больше оперативной памяти (RAM), чтобы компьютер мог хранить дополнительные временные данные или извлекать такие данные с большей скоростью. Пользователь может добавить карту расширения USB 3.0 , чтобы полностью использовать устройства USB 3.0, или может обновить графический процессор (GPU) для более чистой и продвинутой графики., или более мониторов. Выполнение таких обновлений оборудования может потребоваться для устаревших компьютеров, чтобы они соответствовали системным требованиям новой или обновленной программы.

Продажи

Мировая выручка от компьютерного оборудования в 2016 году достигла 408 миллиардов евро.

Утилизация

Поскольку компьютерные детали содержат опасные материалы, растет движение по переработке старых и устаревших деталей. Компьютерное оборудование содержит опасные химические вещества, такие как свинец, ртуть, никель и кадмий. Согласно EPA, эти электронные отходы оказывают вредное воздействие на окружающую среду, если они не утилизируются должным образом. Для производства оборудования требуется энергия, а переработка деталей снизит загрязнение воздуха, воды, а также выбросы парниковых газов. Утилизация неразрешенного компьютерного оборудования на самом деле незаконна. Законодательство обязывает утилизировать компьютеры через государственные утвержденные предприятия. Утилизацию компьютера можно упростить, убрав некоторые многоразовые детали. Например, RAM, DVD-привод, графическая карта, жесткий диск или SSD и другие аналогичные съемные части можно использовать повторно..

Многие материалы, используемые в компьютерном оборудовании, могут быть переработаны для использования в будущем производстве. Повторное использование олова, кремния, железа, алюминия и различных пластиков, имеющихся в больших количествах в компьютерах или другой электронике может снизить затраты на создание новых систем. Компоненты часто содержат медь, золото, тантал, серебро, платину, палладий и свинец, а также другие ценные материалы, пригодные для утилизации.

Токсичные компоненты компьютера

центральный процессор содержит много токсичных материалов. Он содержит свинец и хром в металлических пластинах. Резисторы, полупроводники, инфракрасные детекторы, стабилизаторы, кабели и провода содержат кадмий. Платы в компьютере содержат ртуть и хром. При неправильной утилизации этих материалов и химикатов они становятся опасными для окружающей среды.

Воздействие на окружающую среду

Согласно Агентству по охране окружающей среды США, только около 15% электронных отходов фактически перерабатывается. Когда побочные продукты электронных отходов выщелачиваются в грунтовые воды, сжигаются или неправильно обрабатываются во время переработки, это причиняет вред. Проблемы со здоровьем, связанные с такими токсинами, включают нарушение умственного развития, рак и повреждение легких, печени и почек. Вот почему даже провода нужно перерабатывать. У разных компаний разные методы переработки проволоки. Самым популярным из них является шлифовальный станок, который отделяет медные провода от пластикового / резинового кожуха. Когда процессы завершены, остаются две разные стопки; один содержит медный порошок, а другой - пластмассовые / резиновые детали. Компьютерные мониторы, мыши и клавиатуры подлежат переработке одинаковым образом. Например, сначала каждая из частей разбирается, затем все внутренние части отделяются и помещаются в отдельный контейнер.

Компоненты компьютера содержат много токсичных веществ, таких как диоксины, полихлорированные бифенилы (ПХД), кадмий, хром, радиоактивные изотопы и ртуть. Типичный компьютерный монитор может содержать более 6% свинца по весу, большая часть которого находится в свинцовом стекле электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Типичный монитор компьютера с диагональю 15 дюймов (38 см) может содержать 1,5 фунта (1 кг) свинца, но, по оценкам, другие мониторы содержат до 8 фунтов (4 кг) свинца. Печатные платы содержат значительное количество свинцово-оловянных припоев, которые с большей вероятностью попадут в грунтовые воды или вызовут загрязнение воздуха из-за сжигания. На свалках в США около 40% уровней содержания свинца приходится на электронные отходы. Обработка (например, сжигание и кислотная обработка), необходимая для регенерации этих ценных веществ, может привести к высвобождению, образованию или синтезу токсичных побочных продуктов.

Утилизация компьютерного оборудования считается экологически чистой, поскольку она предотвращает попадание опасных отходов, включая тяжелые металлы и канцерогены, в атмосферу, на свалки или в водные пути. Хотя электроника составляет небольшую долю от общего количества образующихся отходов, она гораздо опаснее. Существует строгое законодательство, направленное на обеспечение соблюдения и поощрение экологически рациональной утилизации бытовой техники, наиболее заметными из которых являются Директива по утилизации электрического и электронного оборудования Европейского Союза и Национальный закон США об утилизации компьютеров..

Меры по минимизации отходов компьютерного оборудования

Поскольку компьютерное оборудование содержит внутри большое количество металлов, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) поощряет сбор и переработку компьютерного оборудования. «E-cycling », переработка компьютерного оборудования, относится к передаче в дар, повторному использованию, измельчению и общему сбору использованной электроники. Как правило, термин относится к процессу сбора, посредничества, разборки, ремонта и переработки компонентов или металлов, содержащихся в использованном или выброшенном электронном оборудовании, иначе известных как электронные отходы (электронные отходы). «Электронные велосипеды» включают, помимо прочего: телевизоры, компьютеры, микроволновые печи, пылесосы, телефоны и сотовые телефоны, стереосистемы, видеомагнитофоны и DVD практически все, что имеет шнур, свет или работает от какой-либо батареи..

Утилизация компьютера упрощена благодаря нескольким национальным службам, например Dell и Apple. Обе компании заберут себе компьютер своей или любой другой марки. В противном случае компьютер можно передать в дар Computer Aid International, организации, которая занимается переработкой и ремонтом старых компьютеров для больниц, школ, университетов и т. Д.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
  • Носители, относящиеся к компьютерному оборудованию на Wikimedia Commons
  • Компьютерное оборудование на Wikibooks
  • Учебные материалы, связанные с Компьютерное оборудование в Викиверситете
Последняя правка сделана 2021-05-15 08:34:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте