سخت افزار کامپیوتر شخصی. سخت افزار کامپیوتر چیست؟ و از چه چیزی تشکیل شده است؟ نحوه کار سخت افزار کامپیوتر

برای اطمینان از حداکثر کارایی و عملکرد صحیح، از سخت افزار و نرم افزاری استفاده می کنند که بسیار به هم مرتبط هستند و به وضوح در جهات مختلف تعامل دارند. اکنون بیایید به بررسی سخت افزار بپردازیم ، زیرا در ابتدا آنها موقعیت غالب را در تضمین عملکرد هر رایانه یا حتی سیستم تلفن همراه دارند.

سخت افزار سیستم: طبقه بندی کلی

پس با چی سر و کار داریم؟ در واقع سخت افزار پیچیده برای همه آشناست. در واقع بسیاری از کاربران آن را سخت افزار کامپیوتر می نامند. در واقع، سخت افزار دقیقاً "سخت افزار" است و نه اجزای نرم افزاری هر سیستم رایانه ای. در ساده ترین نسخه طبقه بندی، آنها به داخلی و خارجی تقسیم می شوند.

علاوه بر این، در این تقسیم‌بندی می‌توان سه دسته اصلی و معنادارترین دستگاه‌ها را تشخیص داد:

• دستگاه های ورودی؛
• دستگاه های خروجی؛
• دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات

طبیعتاً لازم است به طور جداگانه به عناصر اصلی سیستم های رایانه ای مانند مادربرد، پردازنده و غیره اشاره شود که در هیچ یک از کلاس های فوق قرار نمی گیرند و عناصر اساسی هستند که بدون آنها هیچ رایانه ای به سادگی کار نمی کند.

عناصر اساسی کامپیوتر

هنگام توصیف سخت افزار هر رایانه، ارزش دارد که با مهمترین عنصر - مادربرد، که تمام عناصر داخلی روی آن قرار دارند، شروع کنید. و دستگاه های خارجی با استفاده از انواع کانکتورها و اسلات ها به آن متصل می شوند.

امروزه انواع بسیار زیادی از "مادربردها" و سازندگان آنها وجود دارد. درست است، چنین تخته هایی برای رایانه های رومیزی و لپ تاپ ها ممکن است از نظر شکل و ترتیب عناصر جداگانه متفاوت باشد. با این حال، ماهیت استفاده از آنها در سیستم های کامپیوتری تغییر نمی کند.

دومین عنصر مهم پردازنده مرکزی است که وظیفه عملکرد را بر عهده دارد. یکی از مشخصه های اصلی فرکانس ساعت است که بر حسب مگا یا گیگاهرتز بیان می شود، یا به عبارت ساده تر، مقداری که تعیین می کند یک پردازنده چند عملیات ابتدایی را در یک ثانیه انجام دهد. حدس زدن اینکه عملکرد چیزی بیش از نسبت تعداد عملیات به تعداد چرخه های ساعتی است که برای انجام (محاسبه) یک عملیات ابتدایی ضروری است، دشوار نیست.

تصور سخت افزار کامپیوتر بدون رم و هارد دیسک که به عنوان دستگاه های ذخیره سازی طبقه بندی می شوند غیرممکن است. آنها کمی بعد مورد بحث قرار خواهند گرفت.

نرم افزار و سخت افزار

رایانه های مدرن همچنین از دستگاه های ترکیبی مانند حافظه ROM یا CMOS فقط خواندنی استفاده می کنند که اساس سیستم ورودی/خروجی اولیه به نام BIOS است.

این نه تنها یک تراشه سخت افزاری است که روی مادربرد قرار دارد. این سیستم عامل خاص خود را دارد که نه تنها امکان ذخیره داده های تغییرناپذیر را فراهم می کند، بلکه می تواند اجزای داخلی را حتی زمانی که رایانه روشن است نیز آزمایش کند. احتمالاً بسیاری از دارندگان رایانه های شخصی ثابت متوجه شده اند که هنگام روشن شدن آنها سیگنالی از بلندگوی سیستم شنیده می شود. این فقط نشان می دهد که بررسی دستگاه با موفقیت انجام شده است.

ابزارهای ورودی اطلاعات

حالا بیایید دستگاه های ورودی را بررسی کنیم. در حال حاضر، انواع بسیار زیادی از آنها وجود دارد، و با قضاوت بر اساس توسعه فناوری های IT، به زودی تعداد بیشتری از آنها وجود خواهد داشت. با این وجود، موارد زیر در این لیست اساسی در نظر گرفته می شوند:

• صفحه کلید؛
• ماوس (ترک پد برای لپ تاپ)؛
• جوی استیک؛
• دوربین دیجیتال؛
• میکروفون؛
• اسکنر خارجی

هر یک از این دستگاه ها به شما امکان می دهد نوع متفاوتی از اطلاعات را وارد کنید. به عنوان مثال، گرافیک با استفاده از اسکنر وارد می شود، تصویر ویدیویی با استفاده از دوربین وارد می شود، متن روی صفحه کلید وارد می شود، و غیره، اما هر دو ماوس و ترک پد علاوه بر هر چیز دیگری، کنترل کننده (دستکاری کننده) نیز هستند.

در مورد صفحه کلید، عملکردهای کنترل در آن از طریق دکمه ها یا ترکیب آنها استفاده می شود. در عین حال می توانید به عملکردها، پارامترها و دستورات خاصی از سیستم عامل ها یا نرم افزارهای دیگر دسترسی پیدا کنید.

خروجی اطلاعات یعنی

تصور سخت افزار بدون دستگاه های خروجی غیرممکن است. لیست استاندارد شامل موارد زیر است:

• نظارت؛
• چاپگر؛
• پلاتر;
• سیستم صوتی و تصویری؛
• پروژکتور چند رسانه ای

اصلی ترین مورد در اینجا یک مانیتور کامپیوتر یا صفحه نمایش لپ تاپ است. واضح است که با روش های مدرن برنامه نویسی شی گرا، تعامل با کاربر از طریق یک رابط گرافیکی انجام می شود، اگرچه این وضعیت به همان اندازه برای سیستم هایی که در آن دستورات وارد می شود قابل اجرا است. در هر صورت کاربر باید ببیند چه چیزی روی صفحه نمایش داده می شود.

در مورد عناصر باقی مانده، آنها مطلوب هستند، اگرچه مورد نیاز نیستند (خوب، به جز شاید یک آداپتور گرافیکی، که بدون آن سیستم های مدرن ممکن است کار نکنند).

به معنی ذخیره اطلاعات

در نهایت، یکی از مهم ترین کلاس ها، دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات است. وجود آنها، چه اجزای داخلی و چه رسانه های خارجی، به سادگی ضروری است. واریته های زیر به این دسته تعلق دارند:

• هارد دیسک (هارد دیسک)؛
• رم؛
• حافظه کش؛
• درایوهای خارجی (فلاپی دیسک، دستگاه های USB).

گاهی اوقات این شامل یک سیستم بایوس با حافظه CMOS نیز می‌شود، اما همانطور که در بالا ذکر شد، این دستگاه‌های ترکیبی هستند که می‌توانند به طور مساوی در دسته‌های مختلف طبقه‌بندی شوند.

البته جای اصلی اینجا را هارد و رم اشغال کرده اند. هارد دیسک یک ابزار سخت افزاری برای اطلاعات (یا به عبارت بهتر، وسیله ای برای ذخیره آن) است، زیرا به طور دائم روی آن ذخیره می شود و در RAM - به طور موقت (هنگام راه اندازی یا اجرای برنامه ها، کپی کردن محتوا و غیره).

وقتی کامپیوتر را خاموش می کنید، رم به طور خودکار پاک می شود، اما اطلاعات هارد دیسک ناپدید نمی شود. در اصل، اکنون رسانه های قابل جابجایی مانند دستگاه های USB با ظرفیت بالا نیز با هارد دیسک رقابت می کنند، اما فلاپی دیسک ها و دیسک های نوری در حال منسوخ شدن هستند، البته فقط به دلیل ظرفیت کم و احتمال آسیب فیزیکی.

دستگاه های ارتباطی

یک کلاس اختیاری، اگرچه در دنیای مدرن بسیار محبوب است، اما می توان آن را دستگاه هایی نیز نامید که وظیفه اطمینان از ارتباط بین پایانه های رایانه شخصی را که مستقیماً و در شبکه ها متصل می شوند (یا حتی در سطح دسترسی به اینترنت) هستند. در اینجا می توان دستگاه های اصلی را به شرح زیر شناسایی کرد:

• آداپتورهای شبکه؛
• روترها (مودم، روتر و غیره).

همانطور که قبلاً مشخص است ، هنگام سازماندهی شبکه ها (ایستا یا مجازی) و دسترسی به شبکه جهانی وب نمی توانید بدون آنها کار کنید. اما امروزه تعداد کمی از مردم می دانند که برای مثال، دو کامپیوتر را می توان مستقیماً از طریق کابل متصل کرد، همانطور که بیست سال پیش انجام شد. البته این امر تا حدودی غیرعملی به نظر می رسد، با این حال، نباید این امکان را فراموش کنید، به خصوص زمانی که نیاز به کپی کردن حجم زیادی از اطلاعات دارید و رسانه مناسبی در دسترس نیست.

دستگاه های امنیتی و حفاظت از داده ها

اکنون در مورد یک نوع دستگاه دیگر. اینها دستگاه های محافظت سخت افزاری هستند که به عنوان مثال شامل فایروال های "آهنی" هستند که به آنها فایروال نیز می گویند (دیوار آتش در انگلیسی - "دیوار آتش").

بنا به دلایلی، امروزه اکثر کاربران به این ایده عادت کرده اند که فایروال (همچنین به عنوان فایروال شناخته می شود) فقط یک فایروال است، اینطور نیست. هنگام سازماندهی شبکه هایی با سطح امنیت بالا، استفاده از چنین اجزایی نه تنها مطلوب است، بلکه گاهی اوقات حتی به سادگی ضروری است. موافقم، بخش نرم افزار همیشه با عملکردهای خود مقابله نمی کند و ممکن است به موقع به تداخل در شبکه از خارج پاسخ ندهد، نه اینکه به دسترسی به آنچه در هارد دیسک رایانه ها یا سرورها ذخیره شده است اشاره کنیم.

تعامل نرم افزار و سخت افزار

بنابراین، ما به طور خلاصه به سخت افزار نگاه کردیم. اکنون چند کلمه در مورد نحوه تعامل آنها با محصولات نرم افزاری.

موافقم، سیستم‌عامل‌هایی که دسترسی کاربر به قابلیت‌های محاسباتی رایانه شخصی را فراهم می‌کنند، الزامات خاص خود را دارند. سیستم عامل های مدرن آنقدر منابع را می بلعند که به سادگی با پردازنده های قدیمی که فاقد قدرت محاسباتی یا فاقد مقدار مورد نیاز RAM هستند، کار نمی کنند. این، به هر حال، به همان اندازه برای برنامه های کاربردی مدرن صدق می کند. و البته این تنها نمونه چنین تعاملی نیست.

نتیجه

در نهایت، شایان ذکر است که سخت افزار یک کامپیوتر مدرن به طور خلاصه مورد بررسی قرار گرفت، اما می توان در مورد طبقه بندی عناصر اصلی سیستم نتیجه گیری کرد. علاوه بر این، شایان ذکر است که فناوری رایانه در حال توسعه است و این نیز منجر به این واقعیت می شود که دستگاه های خارجی و داخلی بیشتری از انواع مختلف ظاهر می شوند (به عنوان مثال کلاه ایمنی مجازی را در نظر بگیرید). اما در مورد پیکربندی اولیه، در این مورد مهمترین مؤلفه ها آورده شده است که بدون آنها امروزه وجود هیچ سیستم رایانه ای غیرممکن است. با این حال، به دلایل واضح، دستگاه های تلفن همراه در اینجا مورد توجه قرار نگرفتند، زیرا دستگاه های آنها تا حدودی با پایانه های رایانه متفاوت است، اگرچه آنها اشتراکات زیادی دارند.

برای اطمینان از حداکثر سطح کارایی و عملکرد صحیح، از سخت افزار و نرم افزاری استفاده می شود که به هم متصل هستند و می توانند در جهات مختلف تعامل داشته باشند. امروز ما به موضوع سخت افزار خواهیم پرداخت ، زیرا آنها در ابتدا موقعیت اصلی را در تضمین عملکرد هر رایانه یا سیستم تلفن همراه دارند.

سخت افزار سیستم: طبقه بندی کلی

بیایید بفهمیم که هنوز با چه چیزی روبرو هستیم. بسته سخت افزاری در واقع باید برای همه آشنا باشد. در اصل، این همان چیزی است که کاربران آن را سخت افزار کامپیوتر می نامند. در واقع، سخت افزار دقیقاً "سخت افزار" است و نه اجزای نرم افزاری یک سیستم کامپیوتری. در ساده ترین نسخه طبقه بندی، این وجوه به خارجی و داخلی تقسیم می شوند. همچنین در این تقسیم بندی می توان سه نوع اصلی و معنی دار دستگاه را تشخیص داد: دستگاه های ورودی، دستگاه های خروجی و دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات. همچنین لازم به ذکر است که اجزای اصلی کامپیوتر مانند پردازنده، مادربرد و غیره. آنها در هیچ یک از کلاس های ذکر شده در بالا گنجانده نشده اند و عناصر اساسی یک کامپیوتر هستند که بدون آنها به سادگی نمی توان کار کرد.

اجزای اصلی کامپیوتر

هنگام توصیف سخت افزار رایانه شخصی، اولین چیزی که باید در مورد آن صحبت کرد، جزء اصلی، یعنی مادربرد است. تمام عناصر داخلی روی آن قرار دارند. این است که دستگاه های خارجی با استفاده از اسلات ها و کانکتورهای مختلف به آن متصل می شوند. امروزه انواع مختلفی از مادربردها و سازندگان آنها وجود دارد. چنین تخته هایی برای لپ تاپ ها و رایانه های رومیزی ممکن است در مکان عناصر جداگانه متفاوت باشند. با این حال، ماهیت استفاده از آنها در سیستم های کامپیوتری بدون تغییر باقی می ماند.

دومین عنصر مهم واحد پردازش مرکزی است. این مسئول سطح عملکرد یک سیستم کامپیوتری است. یکی از مشخصه های اصلی این عنصر فرکانس ساعت است که بر حسب مگا یا گیگاهرتز بیان می شود. این مقدار تعیین می کند که پردازنده چند عملیات ابتدایی را در یک ثانیه انجام دهد. همانطور که قبلاً حدس زده اید، عملکرد چیزی بیش از نسبت تعداد عملیات به تعداد چرخه های ساعت مورد نیاز برای انجام یک عملیات ابتدایی نیست.

امروزه تصور سخت افزار کامپیوتر بدون هارد دیسک و رم غیر ممکن است. این قطعات به عنوان دستگاه های ذخیره سازی طبقه بندی می شوند. کمی بعد در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

نرم افزار و سخت افزار

دستگاه های کامپیوتری مدرن ممکن است از دستگاه های ترکیبی مانند حافظه فقط خواندنی CMOS استفاده کنند که سیستم اصلی ورودی/خروجی زیربنایی به نام BIOS است. این فقط خود تراشه "سخت افزار" نیست که روی مادربرد قرار دارد. این تراشه دارای سفت‌افزار مخصوص به خود است که نه تنها امکان ذخیره داده‌های بدون تغییر را فراهم می‌کند، بلکه دستگاه‌های جانبی و اجزای داخلی را در لحظه روشن شدن رایانه نیز آزمایش می‌کند. بسیاری از دارندگان رایانه های رومیزی متوجه شده اند که در لحظه روشن شدن آنها می توانید سیگنالی را از بلندگوی سیستم بشنوید. این نشان می دهد که اسکن با موفقیت انجام شده است.

ابزارهای ورودی اطلاعات

اجازه دهید با جزئیات بیشتری در مورد دستگاه های ورودی اطلاعات صحبت کنیم. امروزه می توانید انواع مختلفی از این دستگاه ها را بشمارید. با قضاوت بر اساس توسعه سریع فناوری اطلاعات، در طول زمان تعداد آنها حتی بیشتر خواهد شد. با وجود این، موارد زیر دستگاه های اساسی در نظر گرفته می شوند:

- صفحه کلید؛

- جوی استیک؛

- دوربین دیجیتال؛

- اسکنر خارجی؛

- میکروفون

هر یک از این دستگاه ها به شما اجازه می دهد تا انواع مختلفی از اطلاعات را وارد کنید. به عنوان مثال، اطلاعات گرافیکی با استفاده از یک اسکنر وارد می شود. با استفاده از دوربین می توانید ویدیو را وارد کنید. می توانید متن را روی صفحه کلید وارد کنید. ماوس و پد لمسی به عنوان کنترل کننده یا دستکاری در نظر گرفته می شوند. در مورد صفحه کلید، عملکردهای کنترلی آن از طریق دکمه ها یا ترکیب آنها استفاده می شود. سپس می توانید به تنظیمات، عملکردها و دستورات خاصی از سیستم عامل و نرم افزار دسترسی داشته باشید.

خروجی اطلاعات یعنی

تصور سخت افزار بدون دستگاه های خروجی غیرممکن است. تجهیزات استاندارد چنین دستگاه هایی شامل اجزای زیر است: چاپگر، مانیتور، پلاتر، سیستم ویدئویی، سیستم صوتی، پروژکتور چند رسانه ای. دستگاه اصلی در این لیست صفحه نمایش لپ تاپ یا مانیتور کامپیوتر است. واضح است که با روش های مدرن برنامه نویسی شی گرا، تعامل کاربر با استفاده از یک رابط گرافیکی انجام می شود. این وضعیت به همان اندازه در مورد سیستم هایی که قرار است دستورات در آنها وارد شود صدق می کند. در هر صورت کاربر باید ببیند چه چیزی روی صفحه نمایش داده می شود. در مورد وجود اجزای دیگر، آنها مطلوب هستند، اما لازم نیستند. استثنا آداپتور گرافیکی است که بدون آن سیستم های مدرن نمی توانند کار کنند.

به معنی ذخیره اطلاعات

یکی از مهم ترین کلاس های دستگاه ها دستگاه های ذخیره سازی هستند. حضور آنها الزامی است. این کلاس شامل انواع دستگاه های زیر است: رم، هارد دیسک، حافظه کش، درایوهای خارجی. در برخی موارد، این شامل BIOS با حافظه CMOS نیز می شود. با این حال، همانطور که قبلا ذکر شد، این عناصر به احتمال زیاد متعلق به دستگاه های هیبریدی هستند که می توانند به طور مساوی به چندین دسته در یک زمان طبقه بندی شوند. جایگاه اصلی در بین دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات بدون شک هارد و رم است. هارد دیسک یک دستگاه ذخیره سازی سخت افزاری است. در اینجا اطلاعات به طور دائم ذخیره می شود. در RAM، اطلاعات به طور موقت ذخیره می شود، به عنوان مثال، در طول عملیات یا راه اندازی برنامه ها، و همچنین هنگام کپی کردن محتوا در کلیپ بورد. زمانی که کامپیوتر خاموش می شود، رم به طور خودکار پاک می شود. اطلاعات هارد دیسک در هیچ کجا ناپدید نمی شود. امروزه هارد دیسک ها با رسانه های قابل جابجایی مانند دستگاه های USB با ظرفیت بالا رقابت می کنند. فلاپی دیسک ها و دیسک های نوری به دلیل ظرفیت کم و امکان آسیب فیزیکی به تدریج در حال منسوخ شدن هستند.

دستگاه های ارتباطی

دسته دیگری از دستگاه‌هایی که اجباری نیستند، اما با این وجود تقاضای زیادی دارند، می‌توان دستگاه‌هایی را نام برد که وظیفه برقراری ارتباط بین پایانه‌های کامپیوتری فردی، هم به طور مستقیم و هم در شبکه را بر عهده دارند. دستگاه های اصلی این دسته شامل آداپتورهای شبکه و روترها هستند. همانطور که قبلاً مشخص شد ، انجام بدون آنها هنگام سازماندهی شبکه های ثابت و مجازی بسیار دشوار است. امروزه، کمتر کسی می‌داند که می‌توانید دو رایانه را مستقیماً از طریق کابل وصل کنید، همانطور که بیست سال پیش بود. این، البته، چندان کاربردی به نظر نمی رسد. با این حال، به خصوص در مواردی که نیاز به کپی کردن حجم زیادی از اطلاعات دارید و درایو با اندازه مناسب در دسترس نیست، نباید این امکان را کاهش دهید.

حفاظت از داده ها و دستگاه های امنیتی

بیایید در مورد نوع دیگری از قطعات سخت افزاری رایانه شخصی صحبت کنیم. اینها حفاظت سخت افزاری هستند. چنین دستگاه هایی شامل فایروال های آهنی هستند که به آنها فایروال نیز می گویند. امروزه اکثر کاربران به این واقعیت عادت کرده اند که فایروال فقط یک محصول نرم افزاری است. در واقع، این کاملا درست نیست. استفاده از چنین اجزایی در سازماندهی شبکه هایی با سطح امنیت بالا الزامی است. از این گذشته ، بخش نرم افزار همیشه نمی تواند با عملکردهای خود مقابله کند. ممکن است به تداخل خارجی در شبکه پاسخ ندهد. صحبت در مورد دسترسی به اطلاعات محرمانه ای که ممکن است در هارد درایوهای سرورها و رایانه ها ذخیره شده باشد، فایده ای ندارد.

تعامل قطعات سخت افزاری و نرم افزاری

سخت افزار اصلی کامپیوتر را به اختصار توضیح داده ایم. حالا بیایید در مورد نحوه تعامل این اجزا با محصولات نرم افزاری صحبت کنیم. سیستم عامل هایی که دسترسی کاربر به قابلیت های محاسباتی یک کامپیوتر را فراهم می کنند، الزامات خاص خود را دارند. سیستم عامل های مدرن به منابع زیادی نیاز دارند که ممکن است به سادگی با پردازنده های قدیمی که فاقد قدرت پردازش هستند یا به سادگی مقدار رم لازم را ندارند کار نکنند. به هر حال، این به همان اندازه در مورد محصولات نرم افزار کاربردی مدرن صدق می کند. البته این تنها نمونه ای از تعامل بین نرم افزار و سخت افزار نیست.

نتیجه

در خاتمه، می خواهم بگویم که این بررسی به طور مختصر به بررسی سخت افزار یک کامپیوتر شخصی مدرن پرداخته است. این به ما امکان می دهد تا در مورد طبقه بندی عناصر اصلی سیستم نتیجه گیری کنیم. شایان ذکر است که هر ساله فناوری رایانه در حال توسعه است. این منجر به ظهور هر چه بیشتر دستگاه های خارجی و داخلی از انواع مختلف می شود. در مورد پیکربندی اولیه، این بررسی مهمترین مؤلفه ها را ارائه می دهد که بدون آنها وجود یک سیستم رایانه ای غیرممکن است. بنابراین، به دلایل واضح، دستگاه های تلفن همراه در این بررسی مورد توجه قرار نگرفتند. اصل عملکرد آنها کمی با پایانه های کامپیوتر متفاوت است، اگرچه آنها اشتراکات زیادی دارند.

ابزار سخت افزاری (فنی).(سخت‌افزار) یک کامپیوتر که در اصطلاح عامیانه «سخت‌افزار» نامیده می‌شود، از اجزای زیادی تشکیل شده است که می‌توانند در گروه‌های اصلی زیر ترکیب شوند:

• پردازنده.
• حافظه اصلی یا RAM.
• دستگاه های ورودی و خروجی
• حافظه خارجی (ذخیره سازی).

شکل زیر اجزای اصلی سخت افزار یک کامپیوتر شخصی را نشان می دهد که بر اساس گروه هایی که قبلا نشان داده شده اند برچسب گذاری شده اند.

CPU

CPU، بیشتر نامیده می شود پردازنده مرکزی(واحد پردازنده مرکزی - CPU) یک رویه پیچیده را پیاده سازی می کند که داده های "خام" را به اطلاعات مفید تبدیل می کند و فراخوانی می شود پردازش داده ها(پردازش داده ها). کاربردهای مختلف کامپیوتر نامیده می شود پردازش الکترونیکی داده ها(پردازش الکترونیکی داده ها - EDP). برای پردازش داده ها، یک کامپیوتر از دو جزء اصلی استفاده می کند - پردازنده و حافظه.

پردازنده در یک مفهوم خاص شبیه به "مغز" کامپیوتر است، به عنوان مثال. جزء که سازماندهی و اجرا می شود تیم ها(دستورالعمل) ارائه شده توسط کاربر یا برنامه. اجزای اصلی برای پردازش داده ها و پردازنده های رایانه های شخصی مدرن در شکل های زیر نشان داده شده است.

پردازنده اینتل پنتیوم پرو	پردازنده موتورولا	پردازنده NEC
پردازنده های رایانه های شخصی مدرن

حافظه اصلی

حافظه اصلی (RAM).(حافظه)، که اغلب، و تقریباً همیشه، با مخفف انگلیسی نشان داده می شود رم(حافظه دسترسی تصادفی - حافظه با دسترسی تصادفی، به زیر مراجعه کنید)، یک "ذخیره" الکترونیکی با سرعت بالا از یک کامپیوتر است. برنامه ها در حافظه بارگذاری شده و از حافظه اجرا می شوند. داده های استفاده شده توسط برنامه ها نیز برای دسترسی سریعتر در حافظه بارگذاری می شوند.

مهم ترین چیزی که در مورد RAM باید بدانید این است که اینطور است فرار(فرار)، یعنی. برای کارکرد آن باید برق تامین شود. هنگامی که کامپیوتر خود را خاموش می کنید، تمام محتویات RAM ناپدید می شوند.

عملکرد (سرعت) و قابلیت های کامپیوتر بسیار تحت تاثیر قرار می گیرد ظرفیت(حجم) حافظه رم موجود در آن. یک قانون ساده در اینجا اعمال می شود: هرچه حافظه رم یک رایانه بیشتر باشد، سرعت آن بیشتر و قابلیت های گسترده تری دارد. واحد ظرفیت حافظه است بایت(بایت) - حافظه مورد نیاز برای ذخیره کد 8 بیتی یک کاراکتر. معمولاً حافظه رایانه آنقدر زیاد است که لازم است از واحدهای بزرگتر مشتق شده از بایت استفاده کنید:

• کیلوبایت(KB) حاوی تقریباً هزار بایت است (مقدار دقیق 1024 است).
• مگابایت(MB) حاوی تقریباً یک میلیون بایت (مقدار دقیق 1,048,576) است.
• گیگابایت(GB) تقریباً یک میلیارد بایت دارد (مقدار دقیق 1,073,741,824).

دستگاه های ورودی و خروجی

کامپیوترهای بدون تعامل کاربر کاملاً بی فایده خواهند بود، زیرا قادر به پذیرش دستورات و ارائه نتایج کار خود نیستند. دستگاه های ورودی داده ها و دستورات را از کاربر دریافت می کنند و دستگاه های خروجی داده های پردازش شده را به کاربر باز می گرداند.

دستگاه های ورودی

رایج ترین دستگاه ورودی است صفحه کلید(صفحه کلید) که حروف، اعداد و دستورات را از کاربر دریافت می کند. اکنون دستگاه ورودی استاندارد شده است موش(ماوس) که به کاربر اجازه می دهد با حرکت دادن ماوس روی یک سطح صاف و کلیک کردن روی دکمه های آن، روی صفحه نقاشی بکشد و دستورات را وارد کند. گوی های مسیر، جوی استیک، اسکنر، تبلت، دوربین های دیجیتال، میکروفون و غیره نیز به عنوان دستگاه های ورودی استفاده می شوند.

وظیفه دستگاه خروجی ارائه داده های پردازش شده به کاربر است. رایج ترین دستگاه های خروجی صفحه نمایشی هستند که به آن می گویند نظارت کنید(مانیتور)، و چاپگر(چاپگر). کامپیوتر زمانی خروجی را به مانیتور ارسال می کند که کاربر فقط می خواهد خروجی را مشاهده کند. زمانی که کاربر به نسخه چاپی نیاز داشته باشد، نتایج به چاپگر ارسال می شود.

برخی از انواع دستگاه ها می توانند هم ورودی و هم خروجی را انجام دهند. اینها به ویژه شامل دستگاه های ارتباطی است که می توانند یک رایانه را به رایانه دیگری متصل کنند تا یک شبکه رایانه ای تشکیل دهند. در بین وسایل ارتباطی، جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده است مودم ها(مودم ها) که به کامپیوترها اجازه می دهد تا از طریق خطوط تلفن با هم ارتباط برقرار کنند و کارت های رابط شبکه که امکان اتصال گروهی از رایانه ها را برای اشتراک گذاری داده ها و دستگاه ها در اختیار کاربران قرار می دهد.

دستگاه های خروجی

حافظه خارجی

هنگام پردازش داده ها، رایانه به مکانی برای ذخیره فایل های برنامه و داده های لازم نیاز دارد. حافظه برای ذخیره اطلاعات طراحی شده است. یک کامپیوتر دارای دو حافظه اصلی (یا اولیه) و خارجی (یا ثانویه) است که اغلب یک هارد دیسک است.

در نظر گرفتن حافظه خارجی به عنوان یک کابینت الکترونیکی و حافظه اصلی به عنوان یک ایستگاه کاری الکترونیکی راحت است. هنگامی که کاربر نیاز به کار با یک برنامه یا مجموعه ای از داده ها دارد، رایانه آن را در یک کابینت پیدا می کند و یک کپی را روی دسکتاپ قرار می دهد. پس از اتمام کار با برنامه یا دیتا، نسخه جدید در کابینت قرار می گیرد. سه تفاوت اصلی بین حافظه رم و حافظه دیسک وجود دارد:

1. حافظه دیسک فضای بسیار بیشتری نسبت به حافظه رم دارد.
2. حافظه دیسک محتویات خود را هنگامی که کامپیوتر خاموش می شود حفظ می کند، اما برنامه یا داده های منتقل شده به حافظه RAM با خاموش شدن کامپیوتر ناپدید می شوند.
3. دیسک بسیار ارزان تر از RAM است.

رایج ترین وسیله ذخیره سازی برای حافظه خارجی یک دیسک مغناطیسی است. این یک جسم جامد گرد است که با سرعت بالایی می چرخد. دستگاه حاوی دیسک دیسک درایو نامیده می شود. برخی از درایوها در درایو تعبیه شده اند و نمی توان آنها را جدا کرد، در حالی که درایوهای دیگر اجازه حذف و جایگزینی درایو را می دهند. اکثر کامپیوترهای شخصی یک هارد دیسک غیر قابل جابجایی دارند. علاوه بر این، آنها یک درایو فلاپی دیسک (فلاپی دیسک) دارند که امکان تعویض دیسک های فلاپی را فراهم می کند. به طور معمول، یک هارد دیسک می تواند داده های بسیار بیشتری نسبت به یک فلاپی دیسک ذخیره کند، به همین دلیل است که هارد دیسک ها به عنوان "کابینت" اصلی برای رایانه ها عمل می کنند. فلاپی دیسک برای بارگذاری برنامه ها یا داده های جدید بر روی هارد دیسک، تبادل داده ها با سایر کاربران و ذخیره نسخه های پشتیبان از داده های موجود در هارد دیسک استفاده می شود.

واحد سیستم، واحد اصلی کامپیوتر است که مهمترین قطعات در داخل آن نصب شده است. دستگاه هایی که در داخل واحد سیستم قرار دارند داخلی و دستگاه هایی که از بیرون به آن متصل می شوند خارجی یا جانبی نامیده می شوند. اکثر دستگاه‌های ورودی/خروجی و برخی دستگاه‌هایی که برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت داده‌ها طراحی شده‌اند، خارجی هستند.

دستگاه های داخلی عبارتند از:

مادربرد؛

CPU؛

رم؛

HDD;

کارت گرافیک؛

کارت صدا (ادغام شده در مادربرد یا متصل از طریق رابط).

درایو سی دی؛

مادربرد شامل:

مجموعه ای از تراشه ها که عملکرد دستگاه های داخلی رایانه را کنترل می کند.

اتوبوس ها - مجموعه ای از هادی ها که از طریق آنها سیگنال ها بین دستگاه های داخلی رایانه رد و بدل می شود.

حافظه فقط خواندنی - تراشه ای که برای ذخیره برخی از داده های مهم در هنگام خاموش شدن رایانه طراحی شده است.

حافظه دسترسی تصادفی؛

اتصالات برای اتصال دستگاه های اضافی.

پردازنده مرکزی یک واحد الکترونیکی یا مدار مجتمع (ریزپردازنده) است که دستورالعمل های ماشین (کد برنامه)، بخش اصلی سخت افزار یک کامپیوتر یا کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی را اجرا می کند. گاهی اوقات ریزپردازنده یا به سادگی یک پردازنده نامیده می شود.

مشخصات اصلی CPU عبارتند از: سرعت ساعت، عملکرد، مصرف انرژی، استانداردهای فرآیند لیتوگرافی مورد استفاده در تولید (برای ریزپردازنده ها) و معماری.

CPUهای اولیه به عنوان اجزای منحصربه‌فرد برای سیستم‌های رایانه‌ای منحصربه‌فرد، حتی بی‌نظیر، ایجاد شدند. بعداً، تولیدکنندگان رایانه از روش گران قیمت توسعه پردازنده‌هایی که برای اجرای یک یا چند برنامه بسیار تخصصی طراحی شده بودند، به تولید انبوه کلاس‌های معمولی دستگاه‌های پردازنده چند منظوره حرکت کردند. گرایش به استانداردسازی اجزای کامپیوتر در دوران توسعه سریع عناصر نیمه هادی، مین فریم و کامپیوترهای کوچک به وجود آمد و با ظهور مدارهای مجتمع، محبوبیت بیشتری پیدا کرد. ایجاد ریزمدارها این امکان را فراهم کرد که پیچیدگی CPUها را بیشتر کرده و به طور همزمان اندازه فیزیکی آنها را کاهش داد. استانداردسازی و کوچک سازی پردازنده ها منجر به نفوذ عمیق دستگاه های دیجیتال مبتنی بر آنها به زندگی روزمره انسان شده است. پردازنده‌های مدرن را نه تنها در دستگاه‌های با فناوری پیشرفته مانند رایانه‌ها، بلکه در اتومبیل‌ها، ماشین‌حساب‌ها، تلفن‌های همراه و حتی اسباب‌بازی‌های کودکان نیز می‌توان یافت. اغلب آنها توسط میکروکنترلرها نشان داده می شوند، جایی که علاوه بر دستگاه محاسباتی، اجزای اضافی روی تراشه قرار دارند (حافظه برنامه و داده، رابط ها، پورت های I/O، تایمرها و غیره). قابلیت های محاسباتی مدرن یک میکروکنترلر با پردازنده های رایانه شخصی ده سال پیش قابل مقایسه است و اغلب حتی به طور قابل توجهی از عملکرد آنها فراتر می رود.

RAM بخشی فرار از سیستم حافظه کامپیوتر است که در آن ورودی، خروجی و داده های میانی به طور موقت ذخیره می شوند. برنامه ها پردازنده. رایج ترین انواع DIMMو سیم کارت.

تبادل داده بین پردازنده و RAM انجام می شود:

به طور مستقیم؛

از طریق حافظه فوق سریع سطح 0 -- در ALU ثبت می شود، یا در صورت موجود بودن حافظه پنهان سخت افزار پردازنده-- از طریق کش

حالت های صرفه جویی در مصرف انرژی مادربرد رایانه به آن اجازه می دهد تا در حالت "خواب" قرار گیرد که مصرف انرژی رایانه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. در حالت خواب زمستانی، برق رم قطع می شود. برای ذخیره محتویات رم در این مورد، قبل از خاموش کردن برق، محتویات رم را در یک فایل مخصوص که معمولاً روی هارد قرار دارد، بنویسید یا پارتیشن هارد دیسک. به عنوان مثال، در سیستم عامل ویندوز XPاین فایل hiberfil.sys در خانواده سیستم عامل است یونیکس-- ویژه تعویض پارتیشن).

به طور کلی، RAM شامل برنامه‌ها و داده‌های سیستم‌عامل و اجرای برنامه‌های کاربردی کاربر و داده‌های این برنامه‌ها است، بنابراین میزان RAM به تعداد کارهایی بستگی دارد که رایانه‌ای که سیستم عامل را به طور همزمان می‌تواند انجام دهد.

هارد دیسک دستگاه اصلی برای ذخیره سازی طولانی مدت حجم زیادی از داده ها و برنامه ها است. این گروهی از دیسک های کواکسیال هستند که دارای پوشش مغناطیسی هستند و با سرعت بالایی می چرخند. بنابراین، هارد دیسک دارای چندین سطح کار است. بالای هر سطح یک سر خواندن/نوشتن قرار دارد. در سرعت های بالای چرخش دیسک ها، یک بالشتک آیرودینامیکی در شکاف بین سر و سطح تشکیل می شود و سر در بالای سطح مغناطیسی در ارتفاع چند هزارم میلی متری شناور می شود. هنگامی که جریان عبوری از سر تغییر می کند، قدرت میدان مغناطیسی در شکاف تغییر می کند، که باعث تغییر جهت ذرات فرومغناطیسی تشکیل دهنده پوشش دیسک می شود. هنگام خواندن داده ها، ذرات مغناطیسی که از نزدیکی سر عبور می کنند، یک emf خود القایی را در آن القا می کنند. سیگنال های الکتریکی حاصل تقویت و پردازش می شوند. عملکرد هارد دیسک توسط یک دستگاه خاص - کنترل کننده هارد دیسک کنترل می شود.

درایو حالت جامد (SSD) یک دستگاه ذخیره‌سازی غیرمکانیکی کامپیوتری است که بر اساس تراشه‌های حافظه ساخته شده است. علاوه بر آنها، SSD شامل یک کنترلر است. دو نوع درایو حالت جامد وجود دارد: درایوهای مبتنی بر رم و آنهایی که مبتنی بر حافظه فلش هستند.

در حال حاضر، درایوهای حالت جامد نه تنها در دستگاه های فشرده استفاده می شوند: لپ تاپ، نت بوک، دستگاه های ارتباطی و تلفن های هوشمند، بلکه می توانند در رایانه های رومیزی برای افزایش بهره وری نیز استفاده شوند.

هارد دیسک های به اصطلاح هیبریدی نیز وجود دارد که از جمله به دلیل هزینه فعلی و نسبتاً بالاتر درایوهای حالت جامد ظاهر می شوند. چنین دستگاه هایی یک هارد دیسک (HDD) و یک درایو حالت جامد نسبتا کوچک را به عنوان حافظه پنهان (برای افزایش کارایی و عمر مفید دستگاه و کاهش مصرف انرژی) در یک دستگاه ترکیب می کنند.

برای ذخیره داده ها و همچنین اطلاعات چندرسانه ای از سی دی (cd، dvd، blu-ray) استفاده می شود که در درایو قرار می گیرند. مخفف CD-ROM (Compact Disc-Only Read-Only Memory) به عنوان «دستگاه ذخیره‌سازی فقط خواندنی مبتنی بر یک لوح فشرده» ترجمه می‌شود. اصل کار یک دیسک فشرده تغییر انعکاس سطح دیسک تحت تأثیر پرتو لیزر است. پارامتر اصلی درایوهای CD-ROM سرعت خواندن اطلاعات است.

دی وی دی (دیسک همه کاره دیجیتال - دیسک چند منظوره دیجیتال) حامل اطلاعاتی است که به شکل دیسکی با اندازه یک سی دی ساخته شده است، اما ساختار متراکم تری از سطح کار دارد که به شما امکان ذخیره و خواندن یک صفحه بزرگتر را می دهد. مقدار اطلاعات از طریق استفاده از لیزر با طول موج کوتاهتر و عدسی با دیافراگم عددی بزرگتر.

دیسک Blu-ray، BD یک فرمت رسانه نوری است که برای ضبط و ذخیره‌سازی داده‌های دیجیتال با چگالی بالا، از جمله ویدیوهای با کیفیت بالا، استفاده می‌شود. استاندارد Blu-ray به طور مشترک توسط کنسرسیوم BDA توسعه یافته است. اولین نمونه اولیه حامل جدید در اکتبر 2000 ارائه شد. راه اندازی تجاری فرمت Blu-ray در بهار سال 2006 انجام شد.

Blu-ray (روشن "پرتو آبی") نام خود را از استفاده از لیزر آبی با طول موج کوتاه (405 نانومتر) "آبی" (از نظر فنی آبی-بنفش) برای ضبط و خواندن گرفته است. حرف " ه"به عمد از کلمه "آبی" حذف شد تا بتوان یک علامت تجاری را ثبت کرد، زیرا عبارت "پرتو آبی" یک عبارت رایج است و نمی تواند به عنوان یک علامت تجاری ثبت شود.

از زمان ظهور فرمت در سال 2006 تا اوایل سال 2008، Blu-ray یک رقیب جدی داشت - فرمت جایگزین HD DVD. در عرض دو سال، بسیاری از استودیوهای اصلی فیلم که در ابتدا از HD DVD پشتیبانی می‌کردند، به تدریج به Blu-ray روی آوردند. برادران وارنر، آخرین شرکتی که محصولات خود را در هر دو فرمت منتشر کرد، در ژانویه 2008 HD DVD را به تدریج حذف کرد. در 19 فوریه همان سال، توشیبا، سازنده فرمت، توسعه در زمینه HD DVD را متوقف کرد. این رویداد به "جنگ فرمت" دیگری پایان داد.

کارت ویدئو یک دستگاه الکترونیکی است که یک تصویر گرافیکی ذخیره شده به عنوان محتویات حافظه رایانه (یا خود آداپتور) را به شکلی مناسب برای نمایش بیشتر روی صفحه نمایشگر تبدیل می کند. اولین مانیتورهایی که بر روی لوله های پرتو کاتدی ساخته شده بودند، بر اساس اصل تلویزیون اسکن صفحه نمایش با پرتو الکترونی کار می کردند و برای نمایش به یک سیگنال ویدئویی تولید شده توسط یک کارت ویدئویی نیاز داشتند.

با این حال، این عملکرد اساسی، در حالی که ضروری و مورد تقاضا باقی مانده است، در سایه ها رفته است و سطح قابلیت های تشکیل تصویر را تعیین نمی کند - کیفیت سیگنال ویدیویی (وضوح تصویر) ارتباط بسیار کمی با قیمت و سطح فنی دارد. یک کارت گرافیک مدرن اول از همه، اکنون یک آداپتور گرافیکی به عنوان یک دستگاه با یک پردازنده گرافیکی - یک شتاب دهنده گرافیکی، که مسئول تولید تصویر گرافیکی خود است، درک می شود. کارت‌های ویدئویی مدرن به خروجی تصویر ساده محدود نمی‌شوند، آنها یک پردازنده گرافیکی داخلی دارند که می‌تواند پردازش‌های اضافی را انجام دهد و این کار را از پردازنده مرکزی کامپیوتر حذف کند. به عنوان مثال، تمام کارت های گرافیک مدرن Nvidia و AMD (ATi) خط لوله گرافیکی OpenGL و DirectX را در سطح سخت افزار ارائه می کنند. اخیراً نیز روند استفاده از قدرت محاسباتی GPU برای حل مشکلات غیر گرافیکی وجود داشته است.

به طور معمول، یک کارت گرافیک به شکل یک برد مدار چاپی (کارت توسعه) ساخته می شود و در یک اتصال دهنده گسترش، جهانی یا تخصصی (AGP، PCI Express) قرار می گیرد. کارت های ویدئویی ساخته شده (ادغام شده) در مادربرد نیز گسترده هستند - هم به شکل یک تراشه جداگانه و هم به عنوان بخشی از پل شمالی چیپست یا CPU. در این مورد، دستگاه، به طور دقیق، نمی تواند یک کارت ویدئو نامیده شود.

کارت صدا (کارت صدا، کارت صدا، کارت صدای انگلیسی) تجهیزات اضافی یک رایانه شخصی است که به شما امکان پردازش صدا (خروجی به سیستم های بلندگو و/یا ضبط) را می دهد. در زمان ظهور، کارت های صدا کارت های توسعه جداگانه ای بودند که در اسلات مناسب نصب شده بودند. در مادربردهای مدرن آنها در قالب یک کدک سخت افزاری ادغام شده در مادربرد ارائه می شوند

سوال 6. ابزار نرم افزار

توسط نرم افزارمجموعه ای از ماژول های نرم افزاری است که اتوماسیون عملیات را با داده های ارائه شده در قالب یک مدل اطلاعاتی خاص ارائه می کند. ابزارهای نرم افزاری دو وظیفه اصلی را انجام می دهند:

اجرای عملیات روتین و توالی آنها را با استفاده از الگوریتم های پیاده سازی شده در ماژول های نرم افزار به طور خودکار انجام دهید.

این توانایی را برای کاربر فراهم می کند تا از طریق رابط کاربری (معمولاً گرافیکی) بر ترکیب و مقادیر پارامترهای مدل اطلاعاتی تأثیر بگذارد.

ابزارهای نرم افزاری معمولاً اتوماسیونی را برای حل مجموعه ای از مشکلات مربوط به یک منطقه کاربردی نسبتاً مشخص ارائه می دهند. در گرافیک کامپیوتری، دسته بندی نرم افزارهای زیر رایج ترین هستند:

ویرایشگر گرافیکی؛

پلاگین ها (پلاگین ها)؛

درایورهای دستگاه های گرافیکی؛

بینندگان تصویر؛

آرشیوهای تصویر;

ابزارهایی برای تست و پیکربندی دستگاه های سخت افزاری.

ویرایشگر گرافیکیک ابزار نرم افزاری برای سازماندهی کار کاربر در تغییر ترکیب و مقادیر پارامتر مدل اطلاعات تصویر است. به این نوع کارها ویرایش گفته می شود که نام این دسته از نرم افزارها را مشخص می کند.

ماژول پلاگین(افزونه) یک ابزار نرم افزاری به طور جداگانه توسعه یافته و توزیع شده برای انجام هر عملیات خاص بر روی مدل اطلاعات تصویر است که به عنوان بخشی از ویرایشگر گرافیکی اجرا نمی شود. پلاگین‌های منتشر شده قبلی فقط می‌توانستند در ارتباط با ویرایشگرهای گرافیکی کار کنند، اما برخی از نمونه‌های مدرن می‌توانند به طور مستقل عمل کنند، در واقع، برنامه‌های گرافیکی مستقل هستند و با ویرایشگرهای گرافیکی در سطح فایل‌های مدل اطلاعات تعامل دارند. ویژگی هایی که اغلب به عنوان پلاگین پیاده سازی می شوند عبارتند از:

افزودن جلوه های گرافیکی ;

تصحیح تصویر جهانی ;

پردازش تصویر پیش از چاپ ;

طرح های پیچیده برای انتخاب بخش هایی از یک تصویر ;

تولید تصاویر یا تکه تکه های آنها .

بابا درجاتی از قرارداد، ماژول‌های پلاگین مستقل که آخرین عملکردهای فهرست شده را اجرا می‌کنند، می‌توانند به عنوان همه نرم‌افزارهایی که نتیجه را در قالب یک تصویر تولید می‌کنند، به عنوان مثال، سیستم‌های مدل‌سازی سه‌بعدی طبقه‌بندی کنند.

توجه داشته باشید. بسیاری از انتشارات شامل مدل سازی سه بعدی در حوزه موضوعی گرافیک کامپیوتری هستند. این کاملاً مشروع به نظر نمی رسد، زیرا مدل اطلاعاتی مدل سازی سه بعدی نه یک تصویر، بلکه یک بدنه سه بعدی را توصیف می کند. با این حال، مدل‌سازی سه‌بعدی از مدل‌ها و تکنیک‌های اطلاعات تصویر برای کار با آن‌ها استفاده گسترده می‌کند، بنابراین منطقی است که آن را در حوزه‌های کاربردی گرافیک کامپیوتری قرار دهیم.

درایور گرافیک- یک برنامه تخصصی که عملکردهای آن شامل کنترل سخت افزار، به عنوان مثال، دستگاه های ورودی و خروجی است. درایورهای مدرن معمولا شامل ابزارهای رابط کاربری هستند که به شما امکان می دهند دستگاه گرافیکی را در حالت عملیاتی مورد نظر پیکربندی کنید. به عنوان یک قاعده، درایورها همراه با ویرایشگرهای گرافیکی یا سایر نرم افزارهای گرافیکی رایانه ای کار می کنند و قرار نیست به طور مستقل کار کنند.

بینندگان تصویربرنامه‌هایی هستند که به شما امکان می‌دهند یک مدل اطلاعاتی را که در قالب یک فایل گرافیکی ارائه شده است، به یک تصویر روی صفحه رایانه به منظور تجزیه و تحلیل بصری تبدیل کنید. به طور معمول، نرم افزار این دسته به شما امکان می دهد با بسیاری از فرمت های تصویر کار کنید و تعداد زیادی عملکرد اضافی را شامل می شود (به عنوان مثال، سازماندهی نمایش تصاویر در قالب یک نمایش اسلاید).

ابزارهایی برای سازماندهی آرشیو تصاویر -برنامه هایی که تعداد زیادی تصویر را ذخیره می کنند و با توجه به معیارهای مختلف به جستجوی کارآمد می پردازند. چنین برنامه هایی به شما امکان می دهد تا به سرعت تصاویر لازم ذخیره شده در رسانه های مختلف را پیدا کنید. به طور معمول، آرشیو تصاویر بر روی CD یا DVD ذخیره می شود. برنامه سازماندهی بایگانی یک مینیاتور (کپی کوچک شده از تصویر با اندازه کوچک) را بر اساس مدل اطلاعات تصویر می سازد و آن را همراه با نام فایل، اطلاعات مربوط به محل قرارگیری و در پایگاه داده قرار می دهد. ابرداده(اطلاعات توصیف تصویر).

سخت افزار.سخت افزار مورد استفاده در گرافیک کامپیوتری عبارتند از:

کامپیوترها، که شامل:

CPU؛

رم؛

ذخیره سازی؛

کارت گرافیک با شتاب دهنده گرافیکی.

دستگاه های خروجی گرافیک:

مانیتورها؛

ویدئو پروژکتور;

دستگاه های چاپ (چاپگرهای لیزری، جوهر افشان و سابلیمیشن حرارتی، ماشین های تنظیم عکس، چاپگرهای اسلاید و مینی آزمایشگاه های دیجیتال).

دستکاری ها؛

تبلت های گرافیکی;

اسکنرها؛

دوربین های دیجیتال،

دستگاه های خاص(به عنوان مثال، دستگاه هایی برای خروجی هولوگرام و جفت استریو).

پردازنده و رم.در این مورد، ما خود را به در نظر گرفتن الزامات خاصی که وظایف معمول گرافیک کامپیوتری بر آنها تحمیل می کند محدود می کنیم.

هنگام کار با مدل های اطلاعاتی تصاویر برداری پیچیده یا پیکسلی با وضوح بالا، کارهای گرافیکی کامپیوتری بسیار به منابع نیاز دارند. بنابراین، اصل کلی برای انتخاب یک پردازنده این است: "هرچه قدرتمندتر، بهتر." در این مرحله از زمان، حداقل پارامترهای یک کامپیوتر گرافیکی، فرکانس ساعت پردازنده حداقل 2.5 گیگاهرتز و حافظه نهان سطح دوم است که در هسته پردازنده حداقل 512 کیلوبایت تعبیه شده است.

هرچه مقدار RAM بیشتر باشد، عملیات سریعتر روی مدل های اطلاعات تصویر بزرگ انجام می شود. این به دلیل این واقعیت است که در طول پردازش، داده های تصویر بزرگ به طور کلی در RAM قرار نمی گیرند و باید در قسمت هایی "پمپ" شوند. هرچه اندازه این قطعات بزرگتر باشد، در حین کار کمتر باید تعویض کنید و پردازش سریعتر انجام می شود. بنابراین، برای کار با تصاویر کوچک (مثلاً با عکس های دیجیتال گرفته شده با دوربین هایی با اندازه سنسور تا 10 مگاپیکسل)، مقدار رم می تواند 1 گیگابایت باشد؛ برای تصاویر بزرگ، حجم بیشتر مطلوب است.

درایوها. مقدار داده ای که کاربر در اختیار دارد به ظرفیت هارد دیسک (دیسک سخت) بستگی دارد. مقدار زیادی حافظه دیسک برای سازماندهی مبادله داده ها به RAM مورد نیاز است. به طور معمول، رایانه های مخصوص کارهای گرافیکی مجهز به درایوهایی با ظرفیت 120-250 گیگابایت هستند، اما برای کارهای حرفه ای حجم بیشتری مفید خواهد بود. سرعت انتقال اطلاعات بین درایو و رم نیز تأثیر زیادی بر عملکرد دارد؛ این سرعت نباید کمتر از 100 مگابایت بر ثانیه باشد - در غیر این صورت جابجایی داده ها بسیار کند می شود.

کارت های ویدئوییبر خلاف کارهای سه بعدی یا شبیه سازی و بازی های رایانه ای، گرافیک کامپیوتری تقاضاهای بسیار بالایی را برای سیستم ویدیویی رایانه که اساس آن کارت گرافیک است، ایجاد نمی کند. وظیفه اصلی کارت گرافیک دریافت داده های مدل اطلاعات پیکسلی و تبدیل آن به سیگنال ویدئویی است که تصویری را بر روی صفحه نمایشگر تشکیل می دهد. علاوه بر این، انتقال سیگنال ویدئویی به مانیتور باید به اندازه کافی سریع باشد تا تصویر روی آن سوسو نزند (استانداردهای مدرن نرخ تازه سازی حداقل 100 هرتز را توصیه می کنند). برای ارضای این شرط، داده های تصویر باید به طور کامل در حافظه ویدئویی قرار گیرند. برخی از داده ها در مورد حداقل مقدار حافظه ویدئویی در جدول آورده شده است. 1.

جدول 1. حداقل مقدار حافظه ویدئویی برای مانیتورهایی با اندازه های شطرنجی صفحه نمایش متفاوت

اندازه شطرنجی مانیتور		حجم حافظه ویدیویی،	کیلوبایت
به صورت افقی	به صورت عمودی

برای رایج ترین مدل های مانیتور، 64 مگابایت حافظه ویدئویی کافی است. با این حال، اگر کارت گرافیک حاوی یک شتاب دهنده گرافیکی باشد (که به یک استاندارد واقعی برای مدل های مدرن تبدیل شده است)، این حجم باید حداقل دو برابر بزرگتر باشد، یعنی 128 مگابایت. برای مانیتورهایی با اندازه شطرنجی بزرگ، باید مقدار حافظه ویدئویی را محاسبه کرده و کارت ویدئوی مناسب را به صورت جداگانه انتخاب کنید. لازم به ذکر است که کارت گرافیک های مدرن می توانند چندین برابر بیشتر از مجموع همه دستگاه های رایانه ای دیگر هزینه داشته باشند، بنابراین انتخاب یکی باید منطقی باشد. قدرتمندترین کارت‌های ویدئویی برای نیازهای متخصصان مدل‌سازی انیمیشن سه بعدی، ویرایش ویدئو و علاقه‌مندان به بازی‌های رایانه‌ای تولید می‌شوند، اما در کارهای گرافیک کامپیوتری، قابلیت‌های آن‌ها با تقاضای کامل فاصله دارد.

مانیتور و ویدئو پروژکتور.یک بخش به همان اندازه مهم از سیستم ویدئویی مانیتور است - دستگاهی برای تبدیل سیگنال ویدئویی به یک تصویر قابل درک بصری. مهم ترین ویژگی برای کارهای گرافیک کامپیوتری اندازه صفحه نمایش، اندازه شطرنجی، نرخ به روز رسانی تصویر و دقت رنگ است. توسعه دهندگان نرم افزارهای گرافیکی کامپیوتری حداقل مورب صفحه نمایش حداقل 17 اینچ، نرخ تازه سازی تصویر حداقل 85 هرتز، اندازه شطرنجی حداقل 1024x768 پیکسل و تعدادی رنگ بازتولید شده حداقل حداقل مورد نیاز برای مانیتورها را در نظر می گیرند. 16,777,216.

دقت رنگ در نمایشگرهای بزرگ امروزه در مانیتورهای CRT تا حدودی بالاتر است. از جهات دیگر، این مانیتورها کمی پایین تر از مانیتورهای روی پنل های کریستال مایع هستند.

ویدئو پروژکتورها برای ایجاد تصاویر با فرمت بزرگ طراحی شده اند که از فاصله بسیار دورتری نسبت به تصاویر روی صفحه نمایشگر مشاهده می شوند. آنها به همان کارت گرافیک مانیتورها متصل می شوند و همان سیگنال ویدیویی را دریافت می کنند. هنگام استفاده از ویدئو پروژکتورها، به خاطر داشته باشید که آنها رنگ های کمتری نسبت به مانیتورها تولید می کنند و دقت رنگ آنها نیز به میزان قابل توجهی کمتر است. امروزه، یک جایگزین با کیفیت بالاتر و همچنین گران‌تر برای ویدئو پروژکتورها، پنل‌های پلاسما هستند که از نظر عملکرد هیچ تفاوتی با نمایشگرها ندارند.

دستگاه های چاپ

دستگاه چاپیا چاپگر یک دستگاه جانبی کامپیوتر است که یک مدل اطلاعاتی را به یک تصویر قابل درک بصری بر روی یک محیط صاف (کاغذ، پارچه یا فیلم پلیمری) تبدیل می‌کند. اصولی که بر اساس آن تصویر بر روی یک رسانه شکل می گیرد را می توان به چند دسته تقسیم کرد.

شکل 1. اصول تشکیل تصویر توسط دستگاه های چاپ

در شکل نشان داده شده است. 1. روش های تولید تصویر به طور قابل توجهی با یکدیگر متفاوت است، بنابراین مقایسه دستگاه های چاپ با استفاده از سیستم نشانگرهای یکسان دشوار است. این مسائل با جزئیات بیشتری در بخش مربوط به روش های محاسبه پارامترهای تصویر در فرآیند آماده سازی آن برای چاپ پوشش داده خواهد شد. همچنین ویژگی‌های دستگاه‌های چاپ هر دسته را که برای گرافیک کامپیوتری مهم هستند، مورد بحث قرار می‌دهد.

دستگاه های ورودی گرافیکی

دستگاه ورودی گرافیکییک دستگاه جانبی رایانه است که به شما امکان می دهد یک مدل اطلاعات جدید از یک تصویر ایجاد کنید و/یا تغییراتی را در یک تصویر موجود ایجاد کنید. طبقه بندی چنین دستگاه هایی در شکل نشان داده شده است. 2.

برنج. 2. طبقه بندی دستگاه های ورودی گرافیکی

مانیپولاتورها، به عبارت دقیق تر، دستگاه های ورودی گرافیکی نیستند. آنها فقط به شما اجازه می دهند یک نماد خاص (مکان نما، اشاره گر) را روی صفحه نمایشگر حرکت دهید و مختصات آن را با یک فرکانس یا فرکانس دیگر به رایانه منتقل کنید. به عنوان یک قاعده، دستکاری کننده ها به چندین دکمه مجهز هستند که امکان انتقال سیگنال های کنترلی به رایانه را فراهم می کند. با این حال، در اکثریت قریب به اتفاق ویرایشگرهای گرافیکی، دستکاری کننده عملکرد ابزارهای گرافیکی خاصی را کنترل می کند که با کمک آنها کاربر بر روی مدل گرافیکی عمل می کند. بنابراین، دستکاری کننده ها به طور سنتی به عنوان دستگاه های ورودی گرافیکی طبقه بندی می شوند.

دستگاه‌های ورودی خودکار گرافیکی به شما امکان می‌دهند بدون دخالت کاربر و بدون ویرایشگر گرافیکی یک مدل اطلاعات جدید از یک تصویر ایجاد کنید. این دسته شامل اسکنرها و دوربین های دیجیتال می شود. اسکنریک مدل اطلاعاتی از یک تصویر پیکسلی را بر اساس یک اصل فیزیکی تشکیل می دهد که اغلب از تصاویر مات (چاپ) و شفاف (اسلایدها، فیلم ها) تشکیل شده است.

توجه داشته باشید. هنگام کار با اسکنرهای تخت، یک روش معمول این است که اشیاء خاصی را به جای تصاویر روی یک اسلاید شیشه ای قرار دهید. در این مورد، اسکنر را می توان به عنوان یک نوع دوربین دیجیتال در نظر گرفت که از اجسام سه بعدی "عکاسی" می کند.

ویژگی های اصلی اسکنر وضوح اسکن سخت افزاری و دقت رنگ است.

دوربین‌های دیجیتال عکس و فیلم‌برداری معمولاً در حالت مستقل کار می‌کنند، اما وقتی مستقیماً به رایانه متصل می‌شوند، می‌توانند به عنوان دستگاه ورودی گرافیکی در نظر گرفته شوند. این به ویژه در مورد به اصطلاح "پشت دیجیتال" - ضمیمه های دوربین های عریض سنتی که در یک استودیوی عکس استفاده می شود، اعمال می شود و مدل های اطلاعاتی بسیار بزرگی از تصاویر پیکسل را تشکیل می دهد. بسیاری از آنها به سادگی به یک دستگاه ذخیره سازی میانی مجهز نیستند. ویژگی اصلی دوربین های دیجیتال اندازه شطرنجی در پیکسل و دقت رنگ است.

دستگاه‌های ورودی گرافیکی تعاملی با دستکاری‌کننده‌ها تفاوت دارند زیرا مختصات یک اشاره‌گر، بلکه نوک یک قلم مخصوص را روی صفحه ثبت می‌کنند. مثلا، صفحه لمسی،که ترکیبی از دستگاه های ورودی و خروجی گرافیکی است، مانیتوری است که صفحه نمایش آن قادر به درک لمس و درجه فشار و همچنین مختصات نقطه ای است که این فشار در آن اعمال می شود. کاربر این قابلیت را دارد که با خودکار روی آن بکشد، فشار را ثبت کند و تبلت گرافیکی -نه تنها نیروی فشار، بلکه زوایای تمایل قلم به صفحه تبلت و چرخش قلم حول محور آن نیز وجود دارد.

اسکولکایک تبلت گرافیکی بزرگ مناسب برای کدنویسی نقشه ها است. سخت افزار و نرم افزار تراشه به شما امکان می دهد یک مدل اطلاعات برداری از تصویر ایجاد کنید، اما برای کار با آن به آموزش خاصی نیاز است.