profil

Budowa jednostki centralnej i jej elementów składowych, ich funkcja i rodzaje

poleca 82% 1107 głosów

Treść
Grafika
Filmy
Komentarze

Płyta główna jest urządzeniem elektronicznym, do którego podłącza się inne podzespoły komputera m.in. karty rozszerzeń, procesoJednostka centralna jest głównym elementem zestawu komputerowego, potocznie nazywanego komputerem. Jest to duża metalowa skrzynia (obudowa), w której umieszcza się zasilacz, układy elektroniczne i wiele innych urządzeń.
Składa się z następujących elementów :
• płyty głównej,
• procesora,
• pamięci stałej ROM,
• pamięci operacyjnej RAM,
• dysku twardego,
• karty graficznej,
• karty muzycznej,
• karty sieciowej,
• czytnika CD-ROM,
• stacji dyskietek,
• zasilacza,
• przewodów zasilających i logicznych,

Płyta główna

Płyta główna i jej zastosowanie
r, pamięć RAM, klawiaturę itp. Od płyty głównej zależy jaka będzie komunikacja między poszczególnymi składnikami komputera.
Gniazda na płycie głównej:
• Gniazdo socket – miejsce na procesor.
• Gniazdo AGP – miejsce na kartę graficzna (w starych typach płyt może tego gniazda nie być).
• Złącze IrDA – złącze to pozwala na korzystanie z urządzeń takich jak mysz czy klawiatura bezprzewodowa, które łączą się z komputerem za pomocą fal podczerwonych.
• Gniazdo PCI – standardowe gniazdo, poprzez które łączą się z płytą wszelkie urządzenia wewnętrzne np. karty muzyczne.
• Gniazdo na moduły pamięci – do którego podpina się pamięć RAM.
• Port stacji dyskietek – tutaj podpina się tzw. taśmę, która łączy stację dyskietek z płytą główną.
• Port IDE – tutaj podpina się taśmę, a do niej dyski twarde lub CD-ROM.
• Złącze UltraATA/100 – złącze do którego podpina się taśmę nowszego typu niż ta wpinana do złącza IDE.


Porty do podłączania urządzeń zewnętrznych:
• PS/2 – porty do których wpina się mysz i klawiaturę.
• Port LPT – służy do podpinania drukarki lub innych urządzeń np. skanera.
• Port COM – port starego typu dla myszy (nazywany portem szeregowym). Teraz służy do podpinania np. modemów zewnętrznych.
• Porty USB – najnowsze porty. Do pojedynczego portu można podpiąć nawet 128 urządzeń.
Procesor i jego rola
Procesor jest podstawowym elementem komputera. Nazywany jest jego „mózgiem” lub „sercem”. Od niego zależy szybkość działania komputera. Procesor przetwarza dane oraz kontroluje współpracę wszystkich części komputera. Charakteryzowany jest ze względu na wydajność, czyli szybkość, z jaką jest w stanie wykonywać zlecone mu zadania. Miarą wydajności jest częstotliwość pracy mierzona w megahercach (MHz). Najczęściej wyższa częstotliwość oznacza szybszy procesor.
Co to jest Procesor?

(ang. Central Processing Unit) - główny element komputera, którego zadaniem jest wykonywanie rozkazów i sterowanie pracą wszystkich pozostałych bloków systemu (m.in. pamięci i układów wejścia-wyjścia). Podstawowymi blokami funkcjonalnymi, z których zbudowany jest procesor, są: jednostka arytmetyczno-logiczna, układ sterowania z zegarem procesora oraz zespół rejestrów jednostki centralnej. Najważniejszymi parametrami są: długość słowa danych wewnątrz procesora (w mikroprocesorach 8, 16 lub 32 bity), długość słowa adresu (zwykle 16 lub 20 bitów), lista rozkazów oraz czas cyklu maszynowego. Przykłady: Pentium, Celeron, AMD, Cyrix, Motorola...

Co to jest Mikroprocesor?
- procesor zawarty w jednym układzie jest określany mianem mikroprocesora. Do jego elementów należą moduły pamięci, jednostki obliczeniowej i sterującej, a także rejestry rozkazów, danych, stanów, pamięci podręcznej oraz licznika rozkazów. Sam mikroprocesor nie umożliwia przeprowadzenia jakichkolwiek operacji - wymaga obecności pamięci stałej (ROM), operacyjnej (RAM) i urządzeń wejścia/wyjścia (I/O). Mikroprocesor jest to rodzaj układu scalonego, miniaturowego urządzenia elektronicznego, zawierającego blok sumatora, blok logiczny i blok kontrolny, niezbędne do realizowania funkcji operacyjnej jednostki centralnej. W efekcie, układ taki jest zdolny zarówno do interpretacji rozkazów i wykonywania programu działania, jak i do prowadzenia obliczeń arytmetycznych. Z mikroprocesorem zintegrowane są również układy szybkiej pamięci typu cache, przyspieszającej przesyłanie rozkazów i danych z i do pamięci RAM oraz układy sterowania. Mikroprocesor Pentium Pro zawiera w jednej obudowie dwie struktury scalone: pamięć podręczną, obejmującą ok. 15,5 mln i sam procesor, obejmujący 5,5 mln tranzystorów. Pierwsze mikroprocesory, przeznaczone do wykorzystania w kalkulatorach, przetwarzały w jednym cyklu zegarowym 4 bity danych. W pierwszych popularnych mikrokomputerach (Spectrum, Commodore, Atari) użyto mikroprocesorów 8-bitowych, w zastosowaniach biurowych upowszechniły się w latach '80 procesory 16-bitowe, w latach '90 32-bitowe. W konstrukcjach kart graficznych, do szybkiego przetwarzania ogromnych ilości danych obrazów o dużej rozdzielczości (np. 1280x1024), o ponad 16 mln kolorów, wykorzystuje się specjalne procesory przetwarzające 64 lub nawet 128 bitów w jednym cyklu zegarowym. Mikroprocesory stosowane są do obsługi i kontroli robotów, urządzeń medycznych, programatorów pralek, kuchenek elektronicznych, telewizorów, magnetowidów, telefonów, radioodbiorników, kontroli wybranych funkcji samochodów, klimatyzatorów itd.

Pamięci RAM i ROM
Pamięć potrzebna jest komputerowi do zapamiętania sekwencji operacji, które wykonuje. Bez pamięci nie dałoby się komputera zaprogramować, tzn. zmusić go do wykonania wielu kolejnych operacji.
W pamięci możemy wyróżnić pamięć stałą ROM (Read Only Memory - Pamięć Tylko do Odczytu) oraz pamięć operacyjną RAM (Random Access Memory - Pamięć o Dostępie Swobodnym)
Pamięć ROM (Read Only Memory) – jest to pamięć tylko do odczytu. To znaczy, że możemy z niej tylko pobierać informacje, a nie możemy w niej informacji przechowywać. W ROM-ie zapisane są pewne czynności do wykonania o których komputer musi pamiętać po włączeniu.ROM jest układem elektronicznym, którego funkcję zapisuje się podczas procesu produkcyjnego. Wyłączenie komputera nie wpływa na zawartość tej pamięci. Pamięć ta przechowuje informację o urządzeniach podłączonych do komputera, jak również o tym gdzie szukać sytemu operacyjnego (programu, który odpowiedzialny jest za komunikację między komputerem a człowiekiem) zaraz po włączeniu komputera.
Pamięć RAM (Random Access Memory) – jest to pamięć o dostępie swobodnym, co znaczy, że możemy z niej korzystać, zapisywać do niej informacje i pobierać z niej informacje. Programy, które uruchamiamy (np. gry) umieszczane są w pamięci RAM. Jeżeli rezygnujemy z uruchomionego programu, zostaje on z pamięci RAM usunięty. Po wyłączeniu komputera zawartość RAM zostaje wyczyszczona, dlatego też pamięć ta jest nazywana pamięcią ulotną. Wielkość pamięci wyraża się w MB. Im większa jest pamięć tym komputer szybciej działa, ponieważ może szybciej pobierać dane.
Pamięć komputerowa

Pamięć komputerowa to różnego rodzaju urządzenia i bloki funkcjonalne komputera, służące do przechowywania danych i programów (systemu operacyjnego oraz aplikacji). Potocznie przez "pamięć komputerową" rozumie się samą pamięć operacyjną.
Rodzaje pamięci
Pamięci elektroniczne dzielone są ze względu na:
ulotność:
pamięci ulotne przechowują dane tak długo, jak długo włączone jest ich zasilanie,
pamięci nieulotne zachowują dane także po odłączeniu zasilania.
możliwości zapisu i odczytu:
tylko do odczytu (zapis odbywa się w fazie produkcji),
jednokrotnego zapisu,
wielokrotnego zapisu, ale ograniczoną liczbę razy, długotrwałego i utrudnionego,
wielokrotnego trwającego w porównywalnie z odczytem, łatwego i nieograniczoną liczbę razy.
nośnik:
półprzewodnikowy (układ scalony),
optyczny,
magnetyczny (w tym pamięć ferrytowa),
magnetooptyczny,
polimerowy (np. Millipede),
papierowy (np. karta dziurkowana),
linia opóźniająca (np. pamięć rtęciowa).
łatwość (możliwość) przeniesienia wraz z zapisem do innego urządzenia,
miejsce w konstrukcji komputera:
rejestry procesora,
pamięć operacyjna, czyli RAM,
pamięć podręczna, czyli cache,
pamięć zewnętrzna, czyli masowa (stacje dysków, taśm itp.),
pamięć robocza podzespołów (np. rejestry stanu urządzenia, bufory w kartach sieciowych, bufor wysyłanego lub odebranego znaku w łączu szeregowym, pamięć obrazu w kartach grafiki),
sposób dostępu do informacji:
pamięć o dostępie swobodnym,
pamięć o dostępie szeregowym (cyklicznym) (rejestry przesuwne, pamięć taśmowa),
pamięć skojarzeniowa (asocjacyjna),
pamięć wielopoziomowa (np. dla programisty widoczna jako pamięć o dostępie swobodnym, a dla programisty nisko-poziomowego jako pamięć o dostępie szeregowym).
Urządzenia zaliczane do kategorii pamięci
taśmy i karty dziurkowane (obecnie już praktycznie nieużywane),
karty magnetyczne (także o znaczeniu historycznym),
taśmy magnetyczne na szpulach i w kasetach,
bębny,
dyskietki (magnetyczne "dyski miękkie"),
dyski twarde (magnetyczne),
dyski optyczne:
CD-ROM, CD-R, CD-RW,
DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW,
HD DVD,
BD-ROM, BD-R, BD-RW,
DMD,
EVD,
HVD.
dyski magnetooptyczne,
rejestry procesora,
pamięć cache (pamięć podręczna),
pamięć operacyjna – aktualnie RAM i jej różne odmiany PRAM, MRAM, FRAM,
ROM – Read-Only Memory (pamięć tylko do odczytu),
PROM – Programmable Read-Only Memory (programowalna pamięć tylko do odczytu),
EPROM – Erasable-Programmable Read-Only Memory (kasowalno-programowalna pamięć tylko do odczytu (kasowana promieniowaniem ultrafioletowym),
EEPROM – Electrically Erasable-Programmable Read-Only Memory (elektrycznie kasowalno-programowalna pamięć tylko do odczytu (kasowana elektrycznie),
Flash EEPROM – (błyskawicznie działająca elektrycznie kasowalno-programowalna pamięć kasowana elektrycznie).
Parametry pamięci i nośników pamięci komputerowych
Zestawienie alfabetyczne podstawowych parametrów pamięci komputerowych, z pominięciem rozróżnienia na typ i rodzaj pamięci.
czas cyklu (ang. Cycle Time) – najkrótszy czas jaki musi upłynąć pomiędzy dwoma żądaniami dostępu do pamięci;
czas dostępu (ang. Access Time) – Latencja;
czas oczekiwania CAS – CAS latency;
gęstość zapisu (ang. Computer Storage Density) – ilości informacji, którą można zapisać na określonej długości ścieżki;
ilość, pojemność, wielkość – liczba komórek przechowujących dane, w zależności od rodzaju i przeznaczenia wyrażana w liczbie kb, kB, MB, itd.;
liczba cylindrów, ścieżek o tych samych numerach na powierzchniach roboczych dysków;
liczba głowic odczytu/zapisu – od kilkunastu do kilkudziesięciu;
pobór mocy – wyrażany w Watach;
prędkość obrotowa dysku – parametr dysków HDD wyrażany w liczbie obrotów na minutę;
średni czas dostępu (ang. Average Access Time) – suma średniego czasu poszukiwania (ang. Average Seek Time) potrzebnego do umieszczenia głowicy w wybranym cylindrze oraz opóźnienia rotacyjnego potrzebnego do umieszczenia głowicy nad odpowiednim sektorem (ang. Rotational Latency);
transfer, szybkość transmisji (ang. Transfer Speed) – liczbą bitów (bajtów) jaką można przesłać w jednostce czasu pomiędzy pamięcią a innym urządzeniem;
zasilanie – wyrażane w woltach [V].
Szybkość pamięci
Koszt pamięci jest zazwyczaj związany z szybkością dostępu do danych danego rodzaju pamięci – im szybsza pamięć tym jest droższa. Dlatego stosowane są różne techniki przenoszenia danych pomiędzy różnego typu pamięciami, aby zapewnić możliwie krótki czas dostępu do najbardziej potrzebnych danych przy ograniczonych zasobach najszybszych pamięci. Dane aktualnie używane są trzymane w szybszej pamięci, natomiast te aktualnie niepotrzebne w wolniejszej. Ponieważ różnice w czasie dostępu między kolejnymi poziomami są często rzędu 10:1, dobre wykorzystanie właściwości pamięci podręcznej (cache) ma zazwyczaj większe znaczenie niż liczba cykli procesora koniecznych do wykonania algorytmu. Zasada przenoszenia mniej potrzebnych danych do wolniejszej pamięci jest podstawą funkcjonowania pamięci wirtualnej komputera oraz stronicowania pamięci.
Klasyczne rodzaje pamięci używane w komputerach PC (uszeregowane od najszybszej):
rejestry procesora, rozmiar rzędu kilkudziesięciu do kilkuset bajtów,
pamięć podręczna procesora (cache L1), wbudowany w procesor, rozmiar od 4 do 64 kB,
pamięć podręczna procesora (cache L2), rozmiar od 128 kB do 12 MB,
pamięć RAM, rozmiar obecnie od 256 MB (dawniej od kilku kB) do kilku GB,
plik wymiany (swap) na dysku twardym, rozmiar rzędu kilkudziesięciu MB do kilku GB (definiowany przez użytkownika lub automatycznie przez system operacyjny
Dysk twardy

Dysk twardy – jeden z typów urządzeń pamięci elastyczne podłoże, a nie jak w dysku twardym na sztywne.
Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde takie, jak dzisiaj znamy, wyprodukowała w 1980 firma Seagate. Dysk przeznaczony do mikrokomputerów miał pojemność 5 MB, 5 razy więcej niż standardowa dyskietka.
Pojemność dysków wynosi od 5 MB (przez 10MB, 20MB i 40MB - dyski MFM w komputerach klasy XT 808x i 286, współcześnie zaś dyski kilkusetmegabajtowe w komputerach osobistych należą do rzadkości) do 2 TB[1], najczęściej posiadają rozmiar nawet kilkuset (powyżej 400 GB) GB, (w masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" (hard disk drive) powstała w celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. "dysków miękkich", czyli dyskietek (floppy disk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na Compact Flash (Microdrive) do cyfrowych aparatów fotograficznych, a także w innych urządzeniach przenośnych. Pierwszy dysk twardy o pojemności 2 TB dla zwykłego użytkownika zaprezentowała firma Western Digital na targach CeBIT-u w Hanowerze (3-8 marca 2009).
Dla dysków twardych najważniejsze są parametry: pojemność, szybkość transmisji danych, czas dostępu, prędkość obrotowa talerzy (obr/min.) oraz MTBF.
Kilka dysków twardych można łączyć w macierz dyskową, dzięki czemu można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną przestrzeń na dane, zmniejszyć czas dostępu
Budowa

Dysk stały składa się z zamkniętego w obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy, wykonanych najczęściej ze stopów aluminium, o wypolerowanej powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym (grubości kilku mikrometrów) oraz z głowic elektromagnetycznych umożliwiających zapis i odczyt danych. Na każdą powierzchnię talerza dysku przypada po jednej głowicy odczytu i zapisu. Głowice są umieszczone na elastycznych ramionach i w stanie spoczynku stykają się z talerzem blisko osi, w czasie pracy unoszą się, a ich odległość nad talerzem jest stabilizowana dzięki sile aerodynamicznej (głowica jest odpychana od talerza podobnie jak skrzydło samolotu unosi maszynę) powstałej w wyniku szybkich obrotów talerza. Jest to najpopularniejsze obecnie rozwiązanie (są też inne sposoby prowadzenia głowic nad talerzami).
Ramię głowicy dysku ustawia głowice w odpowiedniej odległości od osi obrotu talerza w celu odczytu lub zapisu danych na odpowiednim cylindrze. Pierwsze konstrukcje (do ok. 200MB) były wyposażone w silnik krokowy, stosowane również w stacjach dysków i stacjach dyskietek. Wzrost liczby cylindrów na dysku oraz konieczność zwiększenia szybkości dysków wymusił wprowadzenie innych rozwiązań. Najpopularniejszym obecnie jest tzw. voice coil czyli cewka, wzorowana na układzie magnetodynamicznym stosowanym w głośnikach. Umieszczona w silnym polu magnetycznym cewka porusza się i zajmuje położenie zgodnie z przepływającym przez nią prądem, ustawiając ramię w odpowiedniej pozycji. Dzięki temu czas przejścia między kolejnymi ścieżkami jest nawet krótszy niż 1 milisekunda a przy większych odległościach nie przekracza kilkudziesięciu milisekund. Układ regulujący prądem zmienia natężenie prądu, tak by głowica ustabilizowała jak najszybciej swe położenia w zadanej odległości od środka talerza (nad wyznaczonym cylindrem).
Informacja jest zapisywana na dysk przez przesyłanie strumienia elektromagnetycznego przez antenę albo głowicę zapisującą, która jest bardzo blisko magnetycznie polaryzowalnego materiału, zmieniającego swoją polaryzację (kierunek namagnesowania) wraz ze strumieniem magnetycznym. Informacja może być z powrotem odczytana w odwrotny sposób, gdyż zmienne pole magnetyczne powoduje indukowanie napięcia elektrycznego w cewce głowicy lub zmianę oporu w głowicy magnetyczno oporowej.
Ramiona połączone są zworą i poruszają się razem. Zwora kieruje głowicami promieniowo po talerzach a w miarę rotacji talerzy, daje każdej głowicy dostęp do całości jej talerza.
Zintegrowana elektronika kontroluje ruch zwory, obroty dysku, oraz przygotowuje odczyty i zapisy na rozkaz od kontrolera dysku. Niektóre nowoczesne układy elektroniczne są zdolne do skutecznego szeregowania odczytów i zapisów na przestrzeni dysku oraz do remapowania sektorów dysku, które zawiodły.
FPRIVATE "TYPE=PICT;ALT="
uszkodzenia głowicy
Obudowa chroni części napędu od pyłu, pary wodnej, i innych źródeł zanieczyszczenia. Jakiekolwiek zanieczyszczenie głowic lub talerzy może doprowadzić do uszkodzenia głowicy (head crash), awarii dysku, w której głowica uszkadza talerz, ścierając cienką warstwę magnetyczną. Awarie głowicy mogą również być spowodowane przez błąd elektroniczny, zużycie i zniszczenie, błędy produkcyjne dysku.
Dysk RAM

Dyski RAM to dyski, w których do zapisu danych stosuje się rozwiązania wykorzystujące popularne pamięci RAM, dzięki którym osiąga się krótki czas dostępu i bardzo szybki transfer danych, którego wartości przekraczają przepustowość oferowaną przez typowe interfejsy dla dysków twardych, takie jak Ultra ATA czy Serial ATA. Zasadniczą wadą takich dysków jest utrata zapisanych danych przy zaniku napięcia (np. przy wyłączeniu komputera) dlatego też stosuje się pomocnicze źródła prądu podtrzymujące pracę dysków: wbudowane akumulatory i zewnętrzne zasilacze.
Dotychczas zaproponowane rozwiązania to:
- dysk zabudowany na karcie PCI (dysk iRAM)
- dysk w standardowej obudowie 5.25"
- dysk na karcie
Karta graficzna

Karta graficzna – karta rozszerzeń komputera generująca odpowiedni sygnał dla ekranu monitora. Podstawowym zadaniem karty graficznej jest przechowywanie informacji o tym jak powinien wyglądać obraz na ekranie monitora i odpowiednim sterowaniu monitorem.
Podzespół ten bywa też nazywany terminem karta VGA. Określenie to jest poprawne, choć nieco anachroniczne

Budowa karty graficznej
Większość kart graficznych (i wszystkie współczesne) składają się z następujących elementów:
Procesor graficzny (GPU) – odpowiedzialny za generowanie obrazu w pamięci obrazu
Pamięć obrazu – VideoRAM, bufor ramki (ang. framebuffer) – przechowuje cyfrowe dane o obrazie
Pamięć ROM – pamięć przechowująca dane (np. dane generatora znaków) lub firmware karty graficznej, obecnie realizowana jako pamięć flash EEPROM
DAC (ang. Digital-to-Analog Converter) przetwornik cyfrowo-analogowy – odpowiedzialny za przekształcenie cyfrowych danych z pamięci obrazu na sygnał sterujący dla monitora analogowego; w przypadku kart wyłącznie z wyjściem cyfrowym DAC nie ma zastosowania.
Interfejs do systemu komputerowego – umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą graficzną – zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express
Interfejs na slocie karty graficznej – zazwyczaj P&D, DFP, VGA, DVI, HDMI, DisplayPort
Wiele z kart graficznych posiada także:
Framegrabber – układ zamieniający zewnętrzny, analogowy sygnał wideo na postać cyfrową
Procesor wideo – układ wspomagający dekodowanie i przetwarzanie strumieniowych danych wideo; w najnowszych konstrukcjach zintegrowany z procesorem graficznym.

Karta dźwiękowa

Karta dźwiękowa (ang. sound card, audio card) jest to komputerowa karta rozszerzeń, umożliwiająca rejestrację, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku. Poprawnym jest też równie często stosowany termin karta muzyczna.
Najbardziej znaną grupą kart dźwiękowych jest seria Sound Blaster firmy Creative Labs.
Obecnie karty dźwiękowe wystarczające do zastosowań amatorskich często wbudowywane są w płytę główną. Pojawiły się również zewnętrzne karty dźwiękowe podłączane do komputera przez jeden z portów np. USB.
Budowa karty dźwiękow
Karty dźwiękowe w zależności od stopnia skomplikowania i zaawansowania mogą posiadać następujące elementy:
Generator dźwięku – występował w starszych kartach i był to zazwyczaj generator AM lub FM oraz generator szumu, służył do sprzętowego generowania dźwięków za pomocą modulacji i łączenia fal oraz szumu
Przetworniki A/C i C/A – umożliwiające rejestrację i odtwarzanie dźwięku
Mikser dźwięku – służy do łączenia sygnałów dźwięku z różnych źródeł, generatorów dźwięku, przetworników C/A, wejść zewnętrznych, itp.
Wzmacniacz wyjściowy nbn-do podłączenia słuchawek lub dopasowania linii wyjściowych przetwornika C/A
Interfejs do komputera – służący do komunikacji i wymiany danych z kartą dźwiękową, zazwyczaj ISA, PCI lub USB
Interfejs MIDI – służy do podłączania do komputera cyfrowych instrumentów muzycznych
Karta muzyczna – zasady działania
Pierwszy komputer osobisty, jedyne dźwięki, jakie z siebie potrafił wydobyć, było to elektroniczne piszczenie, jednak w ciągu tych 30 lat sytuacja nieco uległa zmianie; komputer zastępując niemal całkowicie telewizję, radio czy magnetofon, okazał się centrum rozrywki dla współczesnych ludzi.
Każdy komputer zawiera dzisiaj kartę muzyczną, urządzenie to, niezwykle przydatne w wielu różnych sytuacjach, może być zintegrowane z płytą główną komputera lub też połączone z nim poprzez złącze PCI. Karta muzyczna umożliwia wydawanie dźwięku przez komputer podczas otwierania jego systemu, umila użytkownikowi spędzany przed monitorem
ęWszystkie rodzaje kart dźwiękowych obok cyfrowo odtwarzanej muzyki, posiadają również wbudowane syntezatory, które umożliwiają nam tworzenie własnej muzyki na komputerze jak i odtwarzanie gotowych utworów. Wcześniejsze karty dźwiękowe (sprzed kilku lat) posiadały złącze ISA, podczas gdy nowsze modele produkowane są już jedynie ze złączem dla magistrali PCI, co umożliwia znacznie większy transfer danych (do 132 MB/s, podczas gdy na złączu ISA jedynie 6 MB/s). Owy transfer oznacza, iż karta muzyczna PCI ma możliwość jednoczesnego odtwarzania wielu strumieni dźwiękowych. Nowsze karty dźwiękowe posiadają również minimum 16-bitowe przetworniki cyfrowo-analogowe (CA) i analogowo-cyfrowe (AC).
Od pewnego czasu wszystkie karty muzyczne muszą spełniać specyfikację AC97 określającą jej minimalny SNR (czyli Signal to Noise Ratio) jako 85 decybeli (w praktyce nieco mniej). Zatem przy zakupie nowej karty muzycznej na magistrali PCI mamy pewność, iż nie będziemy słyszeć szumu.
Kolejny parametr, który określa karty muzyczne, to częstotliwość próbkowania, gdzie starsze karty Sound Blaster mogły osiągać wartość 11 - 22 kHz, podczas gdy aktualnym minimum jest 44,1 kHz (coraz częściej można spotkać wartości wyższe, jak 48 czy 52 kHz).
Sygnał dźwiękowy to sygnał ciągły (czyli analogowy), w której to formie nie może zostać zapisany na dysku, ponieważ komputer zapisuje tylko dane w formie kodu dwójkowego (czyli w postaci cyfr). Zatem aby zapisać na dysku komputera jakiś dźwięk, należy sygnał analogowy przekształcić na łańcuch cyfr, które mogą być przetwarzane na komputerze. Urządzenie przeznaczone do tego zabiegu (czyli zmiany sygnału analogowego na cyfrowy) to przetwornik analogowo-cyfrowy (A/C), którego działanie polega na tym, iż mierzy on co pewien czas amplitudę sygnału analogowego na wejściu (czyli pobiera próbkę sygnału wejściowego) a następnie dokonuje jej zamiany na cyfrę (czy liczbę) pojawiającą się w kodzie dwójkowym na wyjściu. Im większa jest częstotliwość pobieranych próbek, tym dokładniejsze jest odwzorowanie sygnał analogowego w postaci cyfr.
Częstotliwość próbkowania powinna wynosić 2 razy więcej niż najwyższa częstotliwość sygnału analogowego, co eliminuje ewentualne straty informacji w trakcie przetwarzania, czyli dla sygnału dźwiękowego wynoszącego 20 kHz częstotliwości, częstotliwość próbkowania musi minimum wynosić 40 kHz (dla płyt audio - cd stosowana jest częstotliwość wynosząca 44.1 kHz).
Na wyjściu przetwornika analogowo-cyfrowego próbka dźwięku może być określona przy pomocy liczby 8- bądź 16-bitowej, co w praktyce oznacza, że do scharakteryzowania pojedynczej próbki dostępna jest skala 256 (2^8) bądź 65536 (2^16) wartości. Przedstawione liczby pokazują wyraźnie, iż rozdzielczość podczas próbkowania w 16 bitach jest nieporównywalnie lepsza. Przy próbkowaniu z częstotliwością 44.1 kHz w rozdzielczości 16 bitów możliwe jest uzyskanie bardzo wysokiej jakości odwzorowania sygnału analogowego przy pomocy ciągu cyfr.
Na kartę muzyczna składają się z następujące bloki funkcjonalne:
przetwornik analogowo-cyfrowe (A/C) - zamieniający sygnały analogowe na cyfrowe
przetwornik cyfrowo-analogowy (C/A) - zamieniający sygnały cyfrowe na analogowe
procesor sygnałowy (DSP - Digital Signal Processor) służący do cyfrowego przekształcania sygnałów; przykładem wykorzystania procesora DSP karty muzycznej może być efekt echa lub pogłosu: ciąg próbek cyfrowych przesyłanych przez procesor DSP do przetwornika cyfrowo-analogowego pamiętany jest w pamięci, następnie próbki odczytywane są z pamięci z niewielkim opóźnieniem i dalej przesyłane do wejścia przetwornika cyfrowo-analogowego; takim sposobem wyjście przetwornika zawiera identyczne sygnały analogowe przesunięte względem siebie o pewną jednostkę czasu
syntezator
mikser
wzmacniacz mocy
Karta sieciowa - (ang. Network Interface Controller) urządzenie umożliwiające podłączenie komputera do sieci komputerowej. Sieć taka pozwala na łączenie wielu komputerów wyposażonych w podobne karty i przesyłanie za ich pomocą danych. W ten sposób wiele komputerów może korzystać ze wspólnych zasobów takich jak np. drukarka.

Podoba się? Tak Nie

Czas czytania: 21 minut