3.1. Персональний комп’ютер і його основні складові

Назад до змісту

Які пристрої входять до складу комп’ютера? Для чого вони призначені?

До складу комп’ютера входять:

• Пристрої введення даних (клавіатура, графічний планшет, мікрофон, миша, сканер) – для передавання даних
• Пристрої виведення даних (монітор, принтер, планшет, звукові колонки) – для передавання результатів
• Процесор – для опрацювання даних
• Внутрішня пам’ять (оперативна, постійна, кеш-пам’ять) – для зберігання даних під час роботи
• Зовнішня пам’ять (жорсткі диски, SSD-накопичувачі, флешки, флешкарти) – для довготривалого зберігання даних

Які інформаційні процеси ви знаєте?

Основні інформаційні процеси: передавання, зберігання та опрацювання даних.

Який пристрій комп’ютера виконує опрацювання даних? Де зазвичай він розміщується?

Опрацювання даних виконує процесор. Він розміщується на материнській платі комп’ютера.

Які властивості пристрою опрацювання даних ви знаєте?

Основні властивості процесора:

• Тактова частота – частота керуючих сигналів (наприклад, 4,3 ГГц)
• Кількість ядер – кількість процесорів в одному пристрої (наприклад, 64 для настільного комп’ютера)
• Розрядність – кількість двійкових розрядів для одночасного опрацювання (наприклад, 64 біти)

Ці властивості визначають швидкість опрацювання даних процесором.

Які пристрої комп’ютера використовують для зберігання даних?

Пристрої для зберігання даних поділяються на внутрішню та зовнішню пам’ять.

Внутрішня пам’ять:

• Оперативна пам’ять – зберігає програми й дані під час роботи
• Постійна пам’ять – зберігає програми для початку роботи комп’ютера
• Кеш-пам’ять – прискорює обмін даними між оперативною пам’яттю та процесором

Зовнішня пам’ять:

• Накопичувачі на жорстких магнітних дисках
• SSD-накопичувачі
• USB-флешнакопичувачі
• Флешкарти

Де зазвичай вони розміщуються?

Внутрішня пам’ять – на материнській платі комп’ютера. Оперативна пам’ять встановлюється у спеціальні роз’єми – слоти, а постійна пам’ять – у гнізда-сокети або впаюється на материнській платі.

Зовнішня пам’ять – жорсткі та SSD-накопичувачі розміщуються в системному блоці або корпусі мобільного комп’ютера. USB-флешки та флешкарти підключаються через відповідні роз’єми.

Які одиниці вимірювання використовують для визначення обсягу пристрою збереження даних?

Зазвичай в: гігабайтах чи терабайтах

Дайте відповіді на запитання

1. Як реалізуються інформаційні процеси у комп’ютері за малюнком 3.1?

Дані потрапляють до внутрішньої пам’яті через пристрої введення даних або із зовнішньої пам’яті. З внутрішньої пам’яті дані потрапляють до процесора для опрацювання. Результати опрацювання передаються знову до внутрішньої пам’яті, а звідти – до пристроїв виведення або до зовнішньої пам’яті.

2. Для чого призначено процесор? Назвіть пристрої, які входять до складу процесора.

Процесор призначений для опрацювання даних і забезпечення виконання комп’ютерних програм. До складу процесора входять:

• Пристрій керування
• Арифметично-логічний пристрій
• Кеш-пам’ять

3. Який пристрій пам’яті включено до складу сучасних процесорів?

До складу сучасних процесорів включено кеш-пам’ять, яка призначена для прискорення обміну даними між оперативною пам’яттю та процесором.

4. Які основні властивості процесора ви знаєте? Наведіть приклади їх значень.

Основні властивості процесора:

• Тактова частота – 4,3 ГГц
• Кількість ядер – 64 (настільний комп’ютер)
• Розрядність – 64 біти
• Обсяг кеш-пам’яті – першого рівня 128 кБ, другого рівня від 1 до 32 МБ, третього від 2 до 256 МБ

5. На які складові можна поділити пам’ять? Яка основна властивість пристроїв пам’яті? Які одиниці вимірювання значень цієї властивості?

Пам’ять поділяється на внутрішню та зовнішню. Основна властивість – ємність. Одиниці вимірювання: байти, кілобайти, мегабайти, гігабайти, терабайти.

6. Для чого призначена оперативна пам’ять? Для чого призначена постійна пам’ять комп’ютера? Де розміщуються ці види пам’яті?

Оперативна пам’ять призначена для розміщення програм і даних, які опрацьовуються процесором. Після вимкнення комп’ютера дані зникають.

Постійна пам’ять призначена для зберігання програм і даних, потрібних для початку роботи комп’ютера. Дані не зникають після вимкнення.

Обидва види розміщуються на материнській платі.

7. Які пристрої належать до пристроїв зовнішньої пам’яті?

До пристроїв зовнішньої пам’яті належать:

• Накопичувачі на жорстких магнітних дисках
• SSD-накопичувачі
• USB-флешнакопичувачі
• Флешкарти
• Оптичні диски

Обговоріть і зробіть висновки

1. У чому відмінність постійної пам’яті від оперативної? Чи є можливість залишити в комп’ютері тільки оперативну пам’ять або тільки постійну?

Відмінності:

• Оперативна пам’ять зберігає програми й дані під час роботи комп’ютера, але після вимкнення всі дані зникають
• Постійна пам’ять зберігає програми для початку роботи комп’ютера і дані не зникають після вимкнення

Можливість залишити тільки один тип: Ні, неможливо. Без постійної пам’яті комп’ютер не зможе запуститися, бо там зберігаються програми початкового завантаження. Без оперативної пам’яті процесор не зможе опрацьовувати дані.

2. Для чого призначена кеш-пам’ять? Наведіть аналогію роботи кеш-пам’яті до відомих вам навчальних або виробничих процесів.

Кеш-пам’ять призначена для прискорення обміну даними між оперативною пам’яттю та процесором.

Аналогією може бути робота учня з підручниками. Велика бібліотека — це зовнішня пам’ять (наприклад, жорсткий диск). Книжкова шафа в класі — це оперативна пам’ять. А кілька книжок і зошитів, які учень поклав на парту для роботи на уроці — це кеш-пам’ять. З парти взяти потрібну книгу набагато швидше, ніж іти до шафи чи тим більше до бібліотеки.

3. Що спільного і в чому відмінності між пристроями зовнішньої пам’яті? Які з них стануть основними у найближчі 5 років?

Спільне між усіма пристроями зовнішньої пам’яті те, що вони призначені для довготривалого зберігання даних і є енергонезалежними (зберігають інформацію після вимкнення живлення).

Відмінності полягають у технології, ємності, швидкості обміну даними та призначенні. Наприклад, SSD-накопичувачі значно швидші за НЖМД (жорсткі диски), але мають вищу вартість при однаковій ємності. Флешки та карти пам’яті зазвичай мають меншу ємність і використовуються для перенесення даних.

На мою думку, у найближчі 5 років:

• У стаціонарних ПК основними стануть SSD-накопичувачі для встановлення операційної системи та програм, що забезпечить високу швидкість роботи. Для зберігання великих обсягів даних (фільмів, фотографій) ще будуть використовуватись НЖМД через їхню велику ємність та нижчу вартість.
• У мобільних пристроях (ноутбуках, планшетах, смартфонах) основними і практично єдиними будуть пристрої на базі флешпам’яті (SSD та флешкарти), оскільки вони швидкі, компактні та стійкіші до фізичних пошкоджень.

Виконайте завдання

1. Використовуючи дані одного із сайтів з відомостями про сучасні комп’ютерні пристрої, наприклад https://ek.ua/ua/, запишіть значення властивостей трьох різних процесорів, які надійшли останнім часом у продаж у магазини України. Створіть у текстовому процесорі таблицю та заповніть її:

Я подивився на сайтах і знайшов ось такі сучасні процесори. Розрядність у всіх них 64 біти, як і написано в підручнику для сучасних процесорів.

2. Дослідіть, використовуючи дані сайтів з відомостями про сучасні комп’ютерні пристрої, наприклад https://ek.ua/ua/, значення властивостей оперативної пам’яті з максимальною ємністю, що пропонуються для ноутбуків.

Так, я знайшов кілька моделей оперативної пам’яті для ноутбуків з різною ємністю. Ось таблиця з трьома прикладами.

3. Визначте значення властивостей процесора та пристроїв пам’яті вашого домашнього комп’ютера.

У мене немає домашнього комп’ютера, тому я не можу виконати це завдання.

4. За відомостями з інтернету або каталогами комп’ютерних магазинів визначте значення властивостей процесорів, які доступні на ринку комп’ютерів вашого регіону.

5. За відомостями з інтернету або каталогами комп’ютерних магазинів порівняйте ємність кеш-пам’яті другого рівня процесорів з однаковою тактовою частотою та кількістю ядер від різних виробників.

Знайти процесори від різних виробників з однаковою кількістю ядер і тактовою частотою дуже складно, тому що вони використовують різні технології. Але можна порівняти кеш-пам’ять другого рівня (L2) у популярних моделей. Як написано в підручнику, кеш-пам’ять прискорює обмін даними між процесором і оперативною пам’яттю.

• Intel Core i7-14700 має 20 ядер, частоту до 5.4 ГГц і кеш-пам’ять L2 об’ємом 28 МБ.
• AMD Ryzen 7 9800X3D має 8 ядер, частоту до 5.2 ГГц і кеш-пам’ять L2 об’ємом 8 МБ (по 1 МБ на кожне ядро).

Хоч у них різні характеристики, видно, що Intel в цій моделі робить більший акцент на об’єм кеш-пам’яті другого рівня. В AMD, в свою чергу, є моделі з технологією 3D V-Cache, яка сильно збільшує кеш-пам’ять третього рівня (L3).

6. Дослідіть, використовуючи матеріали інтернету, чи можливо змінити дані в постійній пам’яті комп’ютера. Якщо так, то опишіть способи, як це зробити для домашнього комп’ютера.

Так, змінити дані в постійній пам’яті комп’ютера можливо. У постійній пам’яті (мікросхемі на материнській платі) зберігається спеціальна програма, яка називається BIOS або UEFI. Вона запускається першою при ввімкненні комп’ютера і готує його до роботи.

Зміну цих даних називають оновленням або “прошивкою” BIOS/UEFI. Це роблять для виправлення помилок, покращення сумісності з новими пристроями (наприклад, новими процесорами) або для додавання нових функцій.

Як це зробити для домашнього комп’ютера (загальні кроки):

1. Дізнатися модель материнської плати. Це найважливіше, бо прошивка від іншої плати може зламати комп’ютер.
2. Зайти на офіційний сайт виробника материнської плати (наприклад, ASUS, Gigabyte, MSI).
3. Знайти розділ підтримки для своєї моделі плати і завантажити останню версію файлу BIOS/UEFI.
4. Записати цей файл на USB-флешку, яку краще попередньо відформатувати.
5. Перезавантажити комп’ютер і увійти в меню налаштувань BIOS/UEFI (зазвичай для цього треба натискати клавішу Del, F2 або іншу під час запуску).
6. Знайти в меню вбудовану утиліту для оновлення, яка часто називається EZ Flash, M-Flash або Q-Flash.
7. Вибрати файл прошивки з флешки і запустити процес оновлення.

Дуже важливо не вимикати комп’ютер під час цього процесу, бо це може його пошкодити.

Готуємось до вивчення нового матеріалу

1. Які пристрої ви використовували для введення даних у комп’ютер?

Згідно з підручником, для введення даних у комп’ютер використовуються такі пристрої: клавіатура, графічний планшет, мікрофон, миша, сканер та інші.

2. Які операції можна виконувати з використанням миші?

За допомогою миші можна виконувати такі основні операції:

• Наведення вказівника на об’єкти на екрані.
• Клацання лівою кнопкою для вибору об’єкта або активації елемента керування (наприклад, кнопки).
• Подвійне клацання лівою кнопкою для відкриття файлу чи папки.
• Клацання правою кнопкою для виклику контекстного меню з переліком доступних команд.
• Перетягування об’єктів, затиснувши ліву кнопку миші.
• Прокручування (скролінг) вмісту вікна за допомогою коліщатка.