Computer Hardware

Εξοπλισμός πληροφορικής περιλαμβάνει τα φυσικά μέρη ενός υπολογιστή , όπως το περίπτωση ,  κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), οθόνη , ποντίκι , πληκτρολόγιο , μνήμη υπολογιστή , κάρτα γραφικών , κάρτα ήχου , ηχεία και μητρική πλακέτα .

Αντιθέτως, το λογισμικό είναι το σύνολο οδηγιών που μπορούν να αποθηκευτούν και να εκτελεστούν από υλικό. Το υλικό ονομάζεται έτσι επειδή είναι ” σκληρό ” ή άκαμπτο σε σχέση με τις αλλαγές, ενώ το λογισμικό είναι “μαλακό” επειδή είναι εύκολο να αλλάξει.

Το υλικό συνήθως κατευθύνεται από το λογισμικό για την εκτέλεση οποιασδήποτε εντολής ή εντολής . Ένας συνδυασμός υλικού και λογισμικού σχηματίζει ένα εύχρηστο υπολογιστικό σύστημα, αν και άλλα συστήματα υπάρχουν μόνο με υλικό.

Το πρότυπο για όλους τους σύγχρονους υπολογιστές είναι η αρχιτεκτονική Von Neumann , που περιγράφεται λεπτομερώς σε μια εργασία του 1945 από τον ουγγρικό μαθηματικό John von Neumann . Αυτό περιγράφει μια αρχιτεκτονική σχεδιασμού για έναν ηλεκτρονικό ψηφιακό υπολογιστή με υποδιαιρέσεις μιας μονάδας επεξεργασίας που αποτελείται από μια αριθμητική λογική μονάδα και καταχωρητές επεξεργαστών , μια μονάδα ελέγχου που περιέχει έναν καταχωρητή εντολών και έναν μετρητή προγράμματος , μια μνήμη για την αποθήκευση δεδομένων και οδηγιών , εξωτερική μαζική αποθήκευση , και είσοδος και έξοδοςμηχανισμοί. Η έννοια του όρου έχει εξελιχθεί σε έναν υπολογιστή αποθηκευμένου προγράμματος στον οποίο μια λήψη εντολών και μια λειτουργία δεδομένων δεν μπορούν να συμβούν ταυτόχρονα επειδή μοιράζονται ένα κοινό λεωφορείο . Αυτό αναφέρεται ως συμφόρηση Von Neumann και συχνά περιορίζει την απόδοση του συστήματος.

Τύποι συστημάτων υπολογιστών 

Προσωπικός υπολογιστής 

Ο προσωπικός υπολογιστής είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους υπολογιστών λόγω της ευελιξίας του και της σχετικά χαμηλής τιμής του. Οι επιτραπέζιοι προσωπικοί υπολογιστές διαθέτουν οθόνη , πληκτρολόγιο , ποντίκι και θήκη υπολογιστή . Η θήκη του υπολογιστή περιέχει τη μητρική πλακέτα , σταθερές ή αφαιρούμενες μονάδες δίσκου για αποθήκευση δεδομένων, την τροφοδοσία ρεύματος και ενδέχεται να περιέχει άλλες περιφερειακές συσκευές, όπως μόντεμή διασυνδέσεις δικτύου. Ορισμένα μοντέλα επιτραπέζιων υπολογιστών ενσωμάτωσαν την οθόνη και το πληκτρολόγιο στην ίδια περίπτωση με τον επεξεργαστή και το τροφοδοτικό. Ο διαχωρισμός των στοιχείων επιτρέπει στον χρήστη να τακτοποιήσει τα εξαρτήματα σε μια ευχάριστη, άνετη συστοιχία, με κόστος διαχείρισης των καλωδίων ισχύος και δεδομένων μεταξύ τους.

Οι φορητοί υπολογιστές έχουν σχεδιαστεί για φορητότητα, αλλά λειτουργούν παρόμοια με τους επιτραπέζιους υπολογιστές.  Μπορεί να χρησιμοποιούν εξαρτήματα χαμηλότερης ισχύος ή μειωμένου μεγέθους, με χαμηλότερη απόδοση από έναν επιτραπέζιο υπολογιστή με παρόμοιες τιμές. Οι  φορητοί υπολογιστές περιέχουν το πληκτρολόγιο, την οθόνη και τον επεξεργαστή σε μία περίπτωση. Η οθόνη στο αναδιπλούμενο άνω κάλυμμα της θήκης μπορεί να κλείσει για μεταφορά, για την προστασία της οθόνης και του πληκτρολογίου. Αντί για ποντίκι, οι φορητοί υπολογιστές μπορεί να έχουν επιφάνεια αφής ή δείκτη .

Τα tablet είναι φορητός υπολογιστής που χρησιμοποιεί την οθόνη αφής ως κύρια συσκευή εισόδου. Τα δισκία γενικά ζυγίζουν λιγότερο και είναι μικρότερα από τους φορητούς υπολογιστές.

Ορισμένα tablet περιλαμβάνουν πτυσσόμενα πληκτρολόγια ή προσφέρουν συνδέσεις για διαχωρισμό εξωτερικών πληκτρολογίων. Ορισμένα μοντέλα φορητών υπολογιστών διαθέτουν αποσπώμενο πληκτρολόγιο, το οποίο επιτρέπει στο σύστημα να διαμορφωθεί ως tablet με οθόνη αφής. Ορισμένες φορές ονομάζονται “αποσπώμενοι φορητοί υπολογιστές 2 σε 1” ή “υβρίδια tablet-φορητών υπολογιστών”.

Περίπτωση 

Η θήκη του υπολογιστή περικλείει τα περισσότερα από τα στοιχεία του συστήματος. Παρέχει μηχανική υποστήριξη και προστασία για εσωτερικά στοιχεία, όπως η μητρική πλακέτα, οι μονάδες δίσκου και τα τροφοδοτικά, και ελέγχει και κατευθύνει τη ροή του αέρα ψύξης μέσω εσωτερικών εξαρτημάτων. Η θήκη αποτελεί επίσης μέρος του συστήματος για τον έλεγχο των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών που εκπέμπονται από τον υπολογιστή και προστατεύει τα εσωτερικά μέρη από την ηλεκτροστατική εκφόρτιση. Οι μεγάλες θήκες πύργων παρέχουν χώρο για πολλές μονάδες δίσκου ή άλλα περιφερειακά και συνήθως στέκονται στο πάτωμα, ενώ οι θήκες επιφάνειας εργασίας παρέχουν μικρότερο χώρο επέκτασης. Όλα τα σχέδια σε στυλ περιλαμβάνουν οθόνη βίντεο ενσωματωμένη στην ίδια θήκη. Οι φορητοί και φορητοί υπολογιστές απαιτούν θήκες που παρέχουν προστασία από κρούσεις για τη μονάδα. Οι χόμπι μπορούν να διακοσμήσουν τις θήκες με χρωματιστά φώτα, χρώματα ή άλλα χαρακτηριστικά, σε μια δραστηριότητα που ονομάζεταιmodding υπόθεση .

Τροφοδοσία 

Μια μονάδα τροφοδοσίας (PSU) μετατρέπει την ηλεκτρική ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) σε ισχύ συνεχούς ρεύματος χαμηλής τάσης (DC) για τον υπολογιστή. Οι φορητοί υπολογιστές μπορούν να λειτουργούν με ενσωματωμένη επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Το PSU χρησιμοποιεί συνήθως τροφοδοτικό εναλλαγής (SMPS), με τροφοδοτικά MOSFET ( τρανζίστορ ισχύος μετάλλου – οξειδίου – ημιαγωγού ) που χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα μετατροπέα και ρυθμιστές του SMPS

Μητρική πλακέτα 

Κύριο άρθρο: Μητρική πλακέτα

Η μητρική πλακέτα είναι το κύριο συστατικό ενός υπολογιστή. Είναι ένας πίνακας με ολοκληρωμένα κυκλώματα που συνδέει τα άλλα μέρη του υπολογιστή, συμπεριλαμβανομένης της CPU , της μνήμης RAM , των μονάδων δίσκου ( CD , DVD , σκληρού δίσκου ή οποιωνδήποτε άλλων), καθώς και τυχόν περιφερειακά που συνδέονται μέσω των θυρών ή των υποδοχών επέκτασης . Τα ολοκληρωμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC) σε έναν υπολογιστή συνήθως περιέχουν δισεκατομμύρια τρανζίστορ πεδίου εφέ-ημιαγωγού (MOSFET).

Τα συστατικά που συνδέονται άμεσα με ή σε μέρος της μητρικής πλακέτας περιλαμβάνουν:

• Η CPU (κεντρική μονάδα επεξεργασίας), η οποία εκτελεί τους περισσότερους υπολογισμούς που επιτρέπουν σε έναν υπολογιστή να λειτουργεί, και αναφέρεται ως ο εγκέφαλος του υπολογιστή. Παίρνει οδηγίες προγράμματος από τη μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM), τις ερμηνεύει και τις επεξεργάζεται και έπειτα στέλνει πίσω αποτελέσματα έτσι ώστε τα σχετικά στοιχεία να μπορούν να εκτελέσουν τις οδηγίες. Η CPU είναι ένας μικροεπεξεργαστής , ο οποίος κατασκευάζεται σε τσιπ ολοκληρωμένου κυκλώματος (IC) μεταλλικού οξειδίου – ημιαγωγού (MOS) . Συνήθως ψύχεται από ψύκτρα και ανεμιστήρα ή σύστημα ψύξης νερού. Οι περισσότερες νεότερες CPU περιλαμβάνουν μια μονάδα επεξεργασίας γραφικών on-die (GPU). Η ταχύτητα του ρολογιούτης CPU ρυθμίζει πόσο γρήγορα εκτελεί τις οδηγίες και μετράται σε GHz. Οι τυπικές τιμές κυμαίνονται μεταξύ 1 GHz και 5 GHz. Πολλοί σύγχρονοι υπολογιστές έχουν την επιλογή να κάνουν overclocking της CPU, η οποία βελτιώνει την απόδοση σε βάρος της μεγαλύτερης θερμικής εξόδου και συνεπώς την ανάγκη για βελτιωμένη ψύξη.

• Το chipset , το οποίο περιλαμβάνει τη βόρεια γέφυρα , μεσολαβεί στην επικοινωνία μεταξύ της CPU και των άλλων στοιχείων του συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της κύριας μνήμης. καθώς και νότια γέφυρα , η οποία συνδέεται με τη βόρεια γέφυρα, και υποστηρίζει βοηθητικές διεπαφές και λεωφορεία. και, τέλος, ένα τσιπ Super I / O , συνδεδεμένο μέσω της νότιας γέφυρας, το οποίο υποστηρίζει τα πιο αργά και πιο παλιά στοιχεία όπως σειριακές θύρες , παρακολούθηση υλικού και έλεγχο ανεμιστήρα .

• Μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM), η οποία αποθηκεύει τον κώδικα και τα δεδομένα στα οποία έχει πρόσβαση ενεργά η CPU. Για παράδειγμα, όταν ένα πρόγραμμα περιήγησης ιστού ανοίγει στον υπολογιστή καταλαμβάνει μνήμη. αποθηκεύεται στη μνήμη RAM έως ότου κλείσει το πρόγραμμα περιήγησης ιστού. Είναι συνήθως ένας τύπος δυναμικής RAM (DRAM), όπως το σύγχρονο DRAM (SDRAM), όπου τα τσιπ μνήμης MOS αποθηκεύουν δεδομένα σε κελιά μνήμης που αποτελούνται από πυκνωτές MOSFET και MOS . Η μνήμη RAM συνήθως διατίθεται σε μονάδες μνήμης διπλής γραμμής (DIMM) σε μεγέθη 2 GB, 4 GB και 8 GB, αλλά μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερη.

• Μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM), η οποία αποθηκεύει το BIOS που εκτελείται όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος ή αρχίζει με άλλο τρόπο την εκτέλεση, μια διαδικασία γνωστή ως Bootstrapping ή ” εκκίνηση ” ή “εκκίνηση”. Το ROM είναι συνήθως ένα μη πτητικό τσιπ μνήμης BIOS , το οποίο αποθηκεύει δεδομένα σε κελιά μνήμης MOSFET με πλωτή πύλη .

  • Το BIOS (Basic Input Output System) περιλαμβάνει υλικολογισμικό εκκίνησης και υλικολογισμικό διαχείρισης ισχύος. Οι νεότερες μητρικές χρησιμοποιούν Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) αντί για BIOS.

• Λεωφορεία που συνδέουν την CPU σε διάφορα εσωτερικά στοιχεία και επεκτείνουν κάρτες για γραφικά και ήχο.

• Η μπαταρία CMOS (συμπληρωματική MOS) , η οποία τροφοδοτεί τη μνήμη CMOS για ημερομηνία και ώρα στο τσιπ BIOS. Αυτή η μπαταρία είναι γενικά μια μπαταρία ρολογιού .

• Η κάρτα βίντεο (επίσης γνωστή ως κάρτα γραφικών), η οποία επεξεργάζεται γραφικά υπολογιστών. Οι πιο ισχυρές κάρτες γραφικών είναι πιο κατάλληλες για να χειρίζονται επίπονες εργασίες, όπως να παίζετε εντατικά βιντεοπαιχνίδια ή να εκτελείτε λογισμικό γραφικών υπολογιστών. Μια κάρτα βίντεο περιέχει μια μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU) και μια μνήμη βίντεο (συνήθως έναν τύπο SDRAM ), και τα δύο κατασκευάζονται σε μάρκες ολοκληρωμένου κυκλώματος MOS (MOS IC).

• Τα Power MOSFET αποτελούν τη μονάδα ρυθμιστή τάσης (VRM), η οποία ελέγχει πόση τάση λαμβάνουν άλλα εξαρτήματα υλικού.

Κάρτες επέκτασης

Μια κάρτα επέκτασης στον υπολογιστή είναι μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που μπορεί να εισαχθεί σε μια υποδοχή επέκτασης μιας μητρικής πλακέτας υπολογιστή ή ενός backplane για να προσθέσει λειτουργικότητα σε ένα σύστημα υπολογιστή μέσω του διαύλου επέκτασης. Οι κάρτες επέκτασης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απόκτηση ή την επέκταση σε λειτουργίες που δεν προσφέρονται από τη μητρική πλακέτα.

Συσκευές αποθήκευσης

Μια συσκευή αποθήκευσης είναι οποιοδήποτε υπολογιστικό υλικό και ψηφιακά μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση, μεταφορά και εξαγωγή αρχείων δεδομένων και αντικειμένων. Μπορεί να κρατήσει και να αποθηκεύσει πληροφορίες τόσο προσωρινά όσο και μόνιμα και μπορεί να είναι εσωτερικός ή εξωτερικός σε υπολογιστή, διακομιστή ή οποιαδήποτε παρόμοια υπολογιστική συσκευή. Η αποθήκευση δεδομένων είναι μια βασική λειτουργία και θεμελιώδες συστατικό των υπολογιστών.

Διορθωμένα μέσα 

Τα δεδομένα αποθηκεύονται από έναν υπολογιστή χρησιμοποιώντας μια ποικιλία μέσων. Οι σκληροί δίσκοι (σκληροί δίσκοι) βρίσκονται σχεδόν σε όλους τους παλαιότερους υπολογιστές, λόγω της υψηλής χωρητικότητάς τους και του χαμηλού κόστους τους, αλλά οι μονάδες στερεάς κατάστασης (SSD) είναι ταχύτερες και πιο αποδοτικές, αν και επί του παρόντος είναι πιο ακριβές από τους σκληρούς δίσκους σε δολάρια ανά gigabyte, ^[10] έτσι βρίσκονται συχνά σε προσωπικούς υπολογιστές που κατασκευάστηκαν μετά το 2007. Οι SSD χρησιμοποιούν μνήμη flash , η οποία αποθηκεύει δεδομένα σε μάρκες μνήμης MOS που αποτελούνται από κελιά μνήμης κινητής πύλης MOSFET . Ορισμένα συστήματα ενδέχεται να χρησιμοποιούν έναν ελεγκτή συστοιχίας δίσκων για μεγαλύτερη απόδοση ή αξιοπιστία.

Αφαιρούμενα μέσα 

Για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ υπολογιστών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξωτερική συσκευή μνήμης flash (όπως κάρτα μνήμης ή μονάδα flash USB ) ή οπτικός δίσκος (όπως CD-ROM , DVD-ROM ή BD-ROM ). Η χρησιμότητά τους εξαρτάται από την ανάγνωση από άλλα συστήματα. η πλειονότητα των μηχανών διαθέτει μονάδα οπτικού δίσκου (ODD) και σχεδόν όλα έχουν τουλάχιστον μία θύρα Universal Serial Bus (USB).

Περιφερειακά εισόδου και εξόδου 

Κύριο άρθρο: Περιφερειακό

Οι συσκευές εισόδου και εξόδου συνήθως τοποθετούνται εξωτερικά στο κύριο πλαίσιο του υπολογιστή. Τα ακόλουθα είναι τυπικά ή πολύ συνηθισμένα σε πολλά συστήματα υπολογιστών.

Συσκευή εισαγωγής 

Οι συσκευές εισόδου επιτρέπουν στο χρήστη να εισάγει πληροφορίες στο σύστημα ή να ελέγξει τη λειτουργία του. Οι περισσότεροι προσωπικοί υπολογιστές διαθέτουν ποντίκι και πληκτρολόγιο , αλλά τα συστήματα φορητού υπολογιστή χρησιμοποιούν συνήθως ένα touchpad αντί για ένα ποντίκι. Άλλες συσκευές εισόδου περιλαμβάνουν κάμερες web , μικρόφωνα , χειριστήρια και σαρωτές εικόνων .

Συσκευή εξόδου 

Οι συσκευές εξόδου έχουν σχεδιαστεί γύρω από τις αισθήσεις των ανθρώπων. Για παράδειγμα, οι οθόνες εμφανίζουν κείμενο που μπορεί να διαβαστεί, τα ηχεία παράγουν ήχο που μπορεί να ακουστεί. ^[12] Τέτοιες συσκευές θα μπορούσαν επίσης να περιλαμβάνουν εκτυπωτές ή ένα ανάγλυφο Braille .

Υπολογιστής mainframe 

Κύριο άρθρο: Υπολογιστής Mainframe

Ένας υπολογιστής mainframe είναι ένας πολύ μεγαλύτερος υπολογιστής που συνήθως γεμίζει ένα δωμάτιο και μπορεί να κοστίζει εκατοντάδες ή χιλιάδες φορές περισσότερο από έναν προσωπικό υπολογιστή. Έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν μεγάλο αριθμό υπολογισμών για κυβερνήσεις και μεγάλες επιχειρήσεις.

https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_hardware