Budowa komputera PC

Jak zbudować komputer PC od podstaw krok po kroku : 
 

Płyta główna

Płyta główna (ang. motherboard, mainboard) – obwód drukowany urządzenia elektronicznego, na którym montuje się najważniejsze elementy, umożliwiając komunikację wszystkim pozostałym komponentom i modułom.
W komputerze na płycie głównej znajdują się: procesor/y, pamięć operacyjna lub gniazda do zainstalowania tych urządzeń oraz gniazda do zainstalowania dodatkowych płyt zwanych kartami rozszerzającymi (np. PCI), oraz gniazda do urządzeń składujących (dyski twarde, napędy optyczne itp.), złącze klawiatury i zasilacza. W niektórych konstrukcjach także gniazda do innych urządzeń zewnętrznych do których sprzęt znajduje się na płycie głównej (port szeregowy, port równoległy, USB).
Koncepcję zbudowania komputera osobistego wyposażonego tylko w minimum potrzebnych urządzeń zmontowanych na jednej płycie drukowanej oraz gniazd, do których podłącza się dodatkowe urządzenia zapoczątkowała firma IBM wprowadzając komputer osobisty, zwany też PC.

 

 

Procesor (ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) – urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on 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 odporność na utlenianie). 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).

Jedną z podstawowych cech procesora jest długość (liczba bitów) słowa, na którym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma 64 bity, mówimy, że procesor jest 64-bitowy.
Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość, z jaką wykonuje on rozkazy. Przy danej architekturze procesora, szybkość ta w znacznym stopniu zależy od czasu trwania pojedynczego taktu.

 

Pomieszczenie wysokiej czystości w fabryce procesorów :

 

Pamięć operacyjna (ang. internal memory, primary storage) – 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) dostępne 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, a dawniej używano pamięci o dostępie cyklicznym.
Obecnie pamięci operacyjne są wyłącznie pamięciami elektronicznymi, dawniej używano innych np. 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.

Dysk twardy, napęd dysku twardego (ang. hard disk drive) – rodzaj pamięci masowej, wykorzystujący nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" wynika z zastosowania twardego materiału jako podłoża dla właściwego nośnika, w odróżnieniu od dyskietek (ang. floppy disk, czyli miękki dysk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na podłoże elastyczne.

Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde takie, jak dzisiaj znamy, wyprodukowała w 1980 roku firma Seagate – był przeznaczony do mikrokomputerów, miał pojemność 5 MB, czyli 5 razy więcej niż ówczesna, dwustronna dyskietka 8-calowa.

Pojemność dysków wynosi od 5 MB (przez 10 MB, 20 MB i 40 MB – dyski MFM w komputerach klasy XT 808x i 286) do 4 TB (w laptopach 20-1000 GB). Opracowano również miniaturowe dyski twarde typu Microdrive, o pojemnościach od kilkuset MB do kilku GB, przeznaczone dla cyfrowych aparatów fotograficznych i innych urządzeń przenośnych.

Dla dysków twardych najważniejsze są następujące parametry: pojemność, szybkość transmisji danych, czas dostępu do danych, prędkość obrotowa dysków magnetycznych (obr/min.) oraz średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF).
Kilka dysków twardych można łączyć w macierz dyskową, dzięki czemu można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną przestrzeń na dane, zwiększyć szybkość odczytu/zapisu.

 

Dysk optyczny to jeden z rodzajów nośników informacji używany w systemach komputerowych do zapisu danych. Dysk optyczny jest płaskim, plastikowym krążkiem pokrytym materiałem, na którym mogą być zapisywane bity informacji w postaci fragmentów dobrze i słabo odbijających wiązkę światła. Odczyt danych następuje poprzez oświetlenie promieniem lasera. Dane są zapisane sekwencyjnie na ciągłej, spiralnej ścieżce od środka dysku na zewnątrz.

Pierwsze dyski optyczne zapisujące analogowo wideo (Laserdisc) zostały wynalezione przez firmę Philips w latach 60. XX wieku i wprowadzone na rynek (w latach 70.) w kooperacji z firmą MCA. Zgromadzone doświadczenie umożliwiło wyprodukowanie CD-ROMów na początku lat 80. (Philips w kooperacji z Sony).
Do pamięci optycznych zalicza się:

• Laserdisc
• CD
• DVD
• Blu-ray
• HD DVD
• HD VMD
• UMD
• Minidisc
• GD-ROM

 

 

Zasilacz – urządzenie służące do dopasowania dostępnego napięcia do wymagań zasilanego urządzenia. Ze względu na sposób zmiany wielkości napięcia wyróżnić można:

• zasilacze transformatorowe, w których elementem dopasowującym jest transformator
• zasilacze beztransformatorowe dopasowujące napięcie przy użyciu różnego rodzaju układów elektronicznych

Ze względu na jakość napięcia wyjściowego wyróżnia się:

• zasilacze stabilizowane, w których napięcie utrzymywane jest na stałym poziomie, niezależnie od fluktuacji prądu
• zasilacze niestabilizowane, w których napięcie na wyjściu może ulegać zmianie, zależnie od fluktuacji prądu

Zasilacze budowane są jako uniwersalne lub specjalizowane do konkretnych zastosowań, np.:

• zasilacz komputera

 

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 złącza 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 myszy, klawiatury, modemy, urządzenia pomiarowe. Ze względu na prostszą synchronizację niż w przypadku portu równoległego, porty szeregowe w praktyce osiągają większe przepustowości. Teoretyczna przepustowość portów równoległych jest większa, ponieważ nie istnieje ograniczenie ilości równolegle wykorzystywanych linii sygnałowych.

Port szeregowy jest często błędnie utożsamiany z magistralą RS-232 ponieważ komputery PC początkowo posiadały zewnętrzne porty szeregowe z RS-232.

 

Port równoległy (ang. Parallel Port) – 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 rodzajów portów równoległych. Najbardziej znanym jest port o standardzie Centronics (LPT) przesyłający jednocześnie 8 bitów danych. Został on zaprojektowany do przesyłania danych między komputerem a drukarką. Innymi portami równoległymi są SCSI i ATA.
Jako że port Centronics jest najczęściej jedynym portem równoległym wyprowadzanym na zewnątrz komputera klasy PC, port równoległy jest z nim błędnie utożsamiany.

Universal Serial Bus, USB, 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 (od wersji 5.0), systemów opartych na jądrze Linux, systemów z rodziny BSD oraz Mac OS.