KomputeryKomputer jest elektronicznym urządzeniem służącym do przetwaraznia informacji. Działanie jego opiera się na przetwarzaniu ciągu rozkazów (wraz z argumentami którymi są przetwarzane dane). W przypadku dominującej obecnie architektury von Neumanna (w odróznieniu od harwardzkiej stsosowanej bardzo często w mikrokontrolerach) zarówno ciąg instrukcji (program) jak i dane przechowywane są w wspólnej pamięci. budowa - płyta główna, procesor, pamięć, karty, ...Płyta główna zawiera podstawowe elementy urządzenia (w tym wypadku komputera), umożliwia też komunikację wszystkim pozostałym podzespołom i modułom. W klasycznej konstrukcji płyta ta jest oparta o dwa mosty - północny (połączony bezpośrednio poprzez równoległą szynę FSB z procesorem, zawierający kontroler pamięci oraz magistrali dla karty graficznej) i południowy (zawierający kontrolery innych magistral oraz zawierający i służący do podłączania innych układów zawierających zintegrowane z płytą elementy - kontrolery macierzy dyskowych RAID, karty sieciowe, dźwiękowe, ...). W konstrukcjach dla procesorów AMD, które posiadają zintegrowany kontroler pamięci most północny i FSB zostały wyeliminowane na rzecz szeregowej szyny typu punkt-punkt - HyperTransport łączącej procesor z poszczególnymi komponentami systemu. Płyta też zawsze zawiera m.in. podstarzały już Basic Input/Output System (BIOS) odpowiedzialny za start urządzenia, zegar czasu rzeczywistego, kontroler przerwań (informuje w rozsądny sposób - bez konieczności ciągłego odpytywania procesor o wydarzeniach w systemie - naciśnięcie klawisza, sygnały z urządzeń - np. koniec jakiejś operacji ...) Standardem są obecnie płyty posiadające wbudowane kontrolery szybkich zewnętrznych portów szeregowych (IEEE 1394 oraz USB) umożliwiających podłączanie zarówno standardowych peryferiów (głównie USB), jak również cyfrowego sprzętu audio-wideo. Nadal standardem pozostają złącza PS/2 (do podłączenia myszy i klawiatury) oraz port szeregowy RS232 (COM) i port równoległy LPT (IEEE-1284, pracujący także w unowocześnionych trybach EPP bądź ECP). Porty te (zwłaszcza port RS) wypierane są bardzo powoli przez USB ze względu na ich użytecznośc w zewnętrznych urządzeniach, związaną w dużej mierze z łatwością implementacji i obsługi, kolejną zaletą RS w stosunku do USB jest równoprawność połączonych urządzeń (za to protokół nie określa kwestii związanych z adresacją i nie umożliwia podłączania wielu urządzeń); chęć ciągłego korzystania z tych portów widać po popularności przejściówek między nimi a USB. W śród magistral wewnętrznych nadal podstawą pozostaje podstarzała już magistrala PCI (w wersji laptopowej miniPCI i PCMCIA) wraz z późniejszymi kompatybilnymi wstecznie modyfikacjami typu PCI-X. Jednak jej miejsce zaczyna zajmować już magistrala szeregowa PCI Express (mającą zastąpić PCI oraz służąca wyłącznie do obsługi kart graficznych magistralę AGP). Aktualnie pojawia się coraz więcej urządzeń na tą szynę (również w jej wersji laptopowej - mini PCI Express, czy wsperającej także USB 2.0 ExpressCard) - począwszy od kart tunerów RTV, modemów GPRS/GSM, kart sieciowych, do kontrolerów dysków twardych (także macierzy RAID) i portów szeregowych. Wśród kontrolerów dysków swoją pozycję zdobył szeregowy standard SATA, nadal popularne są rozwiązania ATA/IDE (używane obecnie głównie dla napędów optycznych). Często też instalowane są kontrolery RAID, natomiast dość rzadko spotyka się rozwiązania oparte o SCSI (są one stosowane w systemach o dużym obciążeniu, głównie w serwerach). Płyty główne bardzo często posiadają również zintegrowane karty sieciowe Ethernet (coraz rzadziej także fax-modemy z funkcjami głosowymi) oraz układy dźwiękowe (bardzo często obsługujące bardzo wysokiej jakości dźwięk przestrzenny). Natomiast rzadko spotykane są zintegrowane układy graficzne (właściwie obecnie są to już akceleratory grafiki 2D/3D posiadające własne procesory (wymagające nawet oddzielnych wiatraczków) oraz tyle RAM co niegdyś całe laboratoria komputerowe ;-) wyposażone w bogactwo złącz - obok standardowego D-Sub (VGA) znajdziemy także: TV OUT (do telewizora), DVI (dla monitorów LCD z wejściem cyfrowym)). Również pewne zmiany dokonały się w dziedzinie starego poczciwego BIOSu - w sporej liczbie konstrukcji to on jest odpowiedzialny za programowe ustawianie wszystkich parametrów (płyty bez zworkowe), ciekawie wygląda też system podwójnego BIOSu służący do niwelowania skutków nieudanych aktualizacji. Więcej bardziej konkretnych (prędkości, etc.) informacji o poszczególnych interfejsach znaleźć można m.in w Wikipedii. Najważniejszymi komonentami umieszczanymi (naogół bezpośrednio) na płycie głównej są pamięć i procesor. Osiągnięto chyba już osiągnięto kres podnoszenia zegara na rzecz tworzenia systemów (pseudo) wieloprocesorowych poprzez przetwarzanie wielowątkowe (stanowiące uzupełnienie dla przetwarzania potokowego - w jednym cyklu procesor przetwarza kilka kolejnych rozkazów (potok), tyle że każdy jest w innym stadium), bądź jeszcze bliższych systemom wieloprocesorowym poprzez zawarcie kilku (aktualni dwóch) procesorów w jednej obudowie. Nie można też nie wspomnieć o wkraczaniu na rynek procesorów 64-bitowych. Istotny jest też wzrost pamięci podręcznej, która będąc znacznie szybsza od RAMu (i tak dużo szybszego od dysków twardych) przechowuje najbardziej obecnie potrzebne dane i rozkazy (do ustalenia które używane są różne rodzaje kolejek - idealnie byłoby usuwać to co najdłużej będzie niepotrzebne, ale tak sie nie da - nie znamy przyszłości), tym samym przyspieszając przetwarzanie. domowe centrum multimedialneDzięki powszechnym interfejsom cyfrowym, sieciom komputerowym (coraz częściej przesyłającym też obraz i dźwięk, również telefonię internetową (VoIP, realizowany w oparciu o standard SIP bądź powoli odchodzący H.323 ...)) "cyfrowa rodzina" nie ogranicza się tylko do komputerów, ale łączy ze sobą też inne urządzenia audiowizualne - cyfrowe kamery wideo (które oczywiście mogą pełnić funkcję kamer internetowych jak i prostych aparatów cyfrowych), wspomniane fotograficzne aparaty cyfrowe, magnetowidy cyfrowe (często wręcz realizowane w oparciu o platformę PC w zminiaturyzowanych obudowach). Coraz popularniejsze stają się systemy syntezy, jak również rozpoznawania głosu ... . Od komputera mającego pełnić rolę domowego centrum rozrywki wymagamy przedewszystkim szybkości działania, dużch możliwości graficznych (wykorzystywanych zawłaszcza na potrzeby grafiki w grach), a także dobrego systemu audio i wysokiej jakości monitora a niekiedy projektora LCD. Niekiedy komputery te umieszczane są w mniejszych i bardziej upiększonych obudowach przypominających standardowy sprzęt RTV. Dość zbliżoną kategorią sprzętu są tzw. komputery biurowe, wobec nich stawiamy znacznie mniejsze wymagania (zwłaszcza te "multimedialne"), do tej kategorii zaliczyć można także większość komputerów przenośnych (niestety stosowne w nich karty graficzne bardzo często pozostają daleko w tyle za kartami stosowanymi w tzw. desktop'ach). peryferiaDalej najpopularniejszymi peryferiami (poza oczywiście myszą i klawiaturą, niekiedy posiadającą touchpada pozwalającego udawać myszkę ...) pozostaje drukarka i skaner (oczywiście w kolorze i z fotograficzną jakością ...), coraz częściej występujące w zintegrowanej obudowie. Wsród monitorów coraz większą rolę odgrywają monitory LCD (niekiedy z zintegrowanymi głośniczkami / mikrofonem oraz wyjściem do podłączenia słuchawek, przy których też bardzo często znajdziemy mikrofon), niekiedy wyposażone w dodatkową czułą na dotyk powłokę pozwalająca na obycie się bez myszki. Obecnie alternatywne technologie takie jak ekrany plazmowe oraz projektory multimedialne nie są nazbyt popularne, aczkolwiek te ostatnie stopniowo zyskują znaczną popularność i wydają się najlepszą technologią na dzień dzisiejszy dla kina domowego. W śród kart rozszerzeń (oprócz wspomnianych już - na ogół nie zintegrowanych z płytą główną - karty graficznej i sieciowej, niekiedy też faxmodemu czy modemu ISDN) wspomnieć należy o kartach przechwytywania obrazu oraz analogowych i cyfrowych kartach radiowo-telewizyjnych (na ogół również posiadających tą funkcję) umożliwiających korzystanie również z dużej gamy dodatkowych sygnałów nadawanych razem z programem RTV. Natomiast w dziedzinie przenośnych pamięci ugruntowuje się pozycja DVD także tych (wielokrotnie)nagrywalnych - DVD+/-R(W) (rynek nie został zdominowany przez jeden z standardów a raczej przez urządzenia wielostandardowe DVD+/-RW), nie można też nie zauważyć pamięci półprzewodnikowych typu flash nie tylko tych w postaci kart, ale przede wszystkim w postaci urządzeń USB (jednak koszt 1 MB takiej pamięci jest znacznie większy niż w przypadku DVD+/-RW czy CD-RW). Należy niestety stwierdzić iż obecnie brakuje naprawdę wielkopojemnych (rzędu 40% wilkości przeciętnego współczesnego dysku twardego) naśników wymiennych, co rodzi spore problemy/niedogodności przy archiwizacji danych. zastosowania profesjolnalneKomputery oraz programowalne układy elektroniczne (mikrokontrolery) coraz większą rolę odgrywają również w profesjonalnych systemach sterująco-nadzorczych (instalacje alarmowe, etc.). Rozwiązania przemysłowe różnią się na ogół od tych popularnych wyższą jakością wykonania, skalowalności, elastycznością oraz (niestety) ceną. Na szczególną uwagę tutaj zasługują systemy rackowe, umożliwiające wygodny montaż różnego typu urządzeń, redundantne rozwiązania w serwerach (w zakresie zasilaczy, dysków i nie tylko), pełen hot-plug (możliwość niemalże dowolnego manipulowania konfiguracją sprzętową na działającym systemie (łącznie z wymianą kart PCI(-X)). Kolejnym aspektem nie do pominięcia są mini komputery oparte na mikrokontrolerach (najczęściej ARM) służące do nadzorowania pracy innych systemów np. serwerów, urządzeń klimatyzacyjnych, ... . Bardzo wygodnym rozwiązaniem jest możliwość pełnej pracy zdalnej - na poziomie systemu operacyjnego przez SSH, lub na w zasadzie dowolnym poziomie (łącznie z dostępem do BIOSu) przez konsolę na portacie szeregowym - system nie wymaga wogóle lokalnej klawiatury ani myszy (cała obsługa odbywa się poprzez RS-232 lub inny np. 485 oraz środowisko sieci IP - inny serwer konsolę RS może wystawiać w świat przez SSH). Kolejnym rozwiązanuiem spotykanym w zasadzie tylko w tzw "komputerach przemysłowych" jest architektura oparta o karty procesorowe lub wręcz komputery jednopłytkowe (SBC) i płyty główne zawierające wyłącznie magistralę - backplane. Umożliwia ona także budowę systemów gdzie kilka komputerów dzili wspólne peryferia (system typu "serwer blade"). Pewnym szczególnym rodzajem SBC są systemy "computer on module". Warto tu wspomnieć iż w rozwiązaniach przemysłowych nadal bardzo często stosuje się satndard magistrali ISA wyparty prawie całkowicie z komputerów domowych ze względu na zbyt małą prędkość. Nie można pominąć także macierzy dyskowych umożliwiających umieszczanie zestawów dysków (łączonych w celu zwiększenia niezawodoności oraz pojemności) w osobnych obudowach i dołączanie ich do kilku serwerów jednocześnie. Taka macierz dyskowa RAID >0 z redundantnym układem zasilania oraz kontrolera, umożliwiająca wymianę wszystkich podzespołów bez wyłączania lub restartu systemu (pełny hot plug), może być bezpośrednio podłączana do np. dwóch serwerów - w pełni niezależnych maszyn lub pojedyńczej maszyny na bazie pasywnej magistrali backplane z dwiema kartami procesorowymi SBC "Slot CPU" (system typu "serwer blade", w tym wypadku konieczne jest także zapewnienie redundantności zasilania i możliwości wymiany kart bez wyłączania systemu). Serwery te normalnie współpracują ze sobą, zapewniając większą wydajność całego systemu sieciowego udostępniania plików (np. jeden czyta, drugi zapisuje, lub wykonują mirroring na 2 takich samych macierzach), a w przypadku awarii jednego drugi automatycznie przejmuje jego funkcje. Rozwiązanie takie zapewnia bardzo wysokie bezpieczeństwo danych oraz ich wysoką dostępność. Na koniec należy jeszcze wspomnieć iż rozwiąznia "przemysłowe" przystosowane są często do zasilania niskonapięciowego oraz pracy w trudniejszych warunkach zewnętrznych (tutaj warto napomknąć o twzw pancernych laptopach). Wykonywane są często także w różnych wariantach obudów - rack 19", 10 ", szyna DIN, montaż naścienny, ... . Zobacz także: en:PC/104, en:CompactPCI, en:PXI, en:VMEbus, en:VXI, en:PICMG, en:Embedded system, en:KIM-1, en:ECB_AT91, 19-inch rack, U (jednostka długości), en:ETX (form factor), en:COM Express, en:XTX. LinkiZobacz w Wikipedii: komputer, procesor, stacja dyskietek, napęd optyczny/nagrywarka, Trackball/TrackPoint/tablet, ploter, mikrofon, głośniki/słuchawki, dżojstik/GamePad, ATAPI/EIDE, Bluetooth, EISA, IrDA, ISA, MCA, Port równoległy, PCMCIA, VESA Local Bus; radio, telewizja cyfrowa, systemy emisji sygnału telewizyjnego; Kategoria:Sprzęt_komputerowy, Kategoria:Komputery, Kategoria:Magistrale, Kategoria:Pamięci_komputerowe, Kategoria:Nośniki_danych (Kategoria:Dyski_optyczne, Kategoria:Dyski_magnetyczne), Jack plug, Registered jack, Modular connector, en:IEC_169-2. Zobacz w Sieci: Komputer i Sieci na Wydziale Fizyki UW, Pracownia komputerowa na Wydziale Fizyki UW, Hardware Book, proAV, PC jako ruter lub serwer @ Wikibooks, Podstawowe komponenty komputera @ Wikibooks. | |
|
|
Copyright (c) 1999-2008, Robert Paciorek (http://www.opcode.eu.org/), BSD-type license
Redystrybucja wersji źródłowych i wynikowych, po lub bez dokonywania
modyfikacji JEST DOZWOLONA, pod warunkiem zachowania niniejszej informacji o
prawach autorskich. Autor NIE ponosi JAKIEJKOLWIEK odpowiedzialności za skutki
użytkowania tego dokumentu/programu oraz za wykorzystanie zawartych tu informacji.
This program is free software. Redistribution and use in source and binary
forms, with or without modification, ARE PERMITTED provided save this copyright
notice. This document/program is distributed WITHOUT any warranty, use at YOUR
own risk.
Dokument ten (URL: http://www.opcode.eu.org/komputery)
należy do serwisu OpCode. Autorem tej strony jest Robert Paciorek,
wszelkie uwagi proszę kierować na adres e-mail serwisu: webmaster@opcode.eu.org.
Data ostatniej modyfikacji artykulu: 2008-01-15 19:33:12 (UTC) (data ta może być zafałszowana niemerytorycznymi modyfikacjami artykułu).