Podstawowe komponenty komputera

Komputer jest to urządzenie składające się z wielu części. Podstawowe urządzenia w komputerze to: płyta główna, procesor, pamięć RAM, CD-ROM, stacja dyskietek, twardy dysk, karta graficzna, karta dźwiękowa, zasilacz, karta sieciowa. Natomiast monitor, klawiatura i mysz to podstawowe urządzenia peryferyjne, służące do komunikowania się z komputerem.

Płyta główna

Płyta główna (ang. motherboard) w slangu komputerowym zwana "mobo" jest dla komputera tym, czym układ nerwowy dla człowieka. Integruje działanie poszczególnych komponentów i umożliwia wzajemną komunikację. Od jakości płyty głównej zależy bardzo często stabilność systemu i możliwość dalszej rozbudowy komputera. Kształt płyty głównej oraz rozmieszczenie komponentów dopasowane są do rodzaju obudowy komputera. Wśród istniejących typów możemy wyróżnić:

PC/XT - pierwszy standard płyt głównych opracowany przez IBM dla pierwszych komputerów PC. Zyskał niezwykłą popularność ze względu na otwartą architekturę.
AT - następca PC/XT popularny w latach 90, w erze procesorów 386.
Baby AT - nieco zmniejszona wersja płyt AT.
ATX - ewolucja linii "Baby AT", obecnie najpopularniejszy rodzaj płyt głównych.
Mini-ATX, MicroATX - mniejsze odmiany ATX.
ITX, Mini-ITX - najmniejsze obecnie płyty główne dla standardowych procesorów.
WTX - płyty główne dla potężnych stacji roboczych. Zwykle przeznaczone do montowania w nich kilku procesorów i podpinania wielu twardych dysków.

Płyty główne w komputerach przenośnych są silnie zminiaturyzowane i zwykle wytwarzane przez producenta danego urządzenia. Stąd też koszty ewentualnej naprawy lub rozbudowy laptopów są tak wysokie.

Na płycie głównej rozmieszczone są złącza oraz gniazda do poszczególnych elementów komputera:

Procesor. Rodzaje istniejących gniazd (nazwa - obsługiwane procesory):
- Socket 386 (zwany Socket 0) - AMD 386DX, najpierw tylko na podkładce Jatona.
- Socket 1,2,3 - 486
- Socket 4 - Wczesne Pentium (60-66 MHz)
- Socket 5 - Pentium
- Socket 463 (znany także jako as Socket NexGen) - NexGen Nx586
- Socket 6 - 486
- Socket 7 - Pentium
- Super Socket 7 - AMD K6-2, AMD K6-III
- Socket 8 - Pentium Pro
- Slot 1 - Celeron, Pentium II, Pentium III
- Socket 370 - Celeron, Pentium III, Cyrix III
- Socket 423 - Pentium 4, wycofany tuż po wprowadzeniu
- Slot A - Wczesny Athlon
- Socket 462 (znany także jako Socket A) - Athlon, Duron, Ahtlon XP oraz Sempron
- Slot 2 - Pentium II Xeon, Pentium III Xeon
- Socket 478 - Celeron, Pentium 4
- Socket 479 - Pentium M
- Socket 486 - 486
- Socket 563 - Mobile Athlon XP
- Socket 603, 604 - Xeon
- Socket 775 - (znany także jako LGA 775 lub Socket T) - Pentium 4, Core 2 Duo, Core 2 Quad
- Socket 1366 - (znany także jako LGA 1366 lub Socket B) - Intel Core i7
- Socket 1156 - (znany także jako LGA 1156 lub Socket H) - Intel Core i3, i5, i7
- Socket 1155 - (znany także jako LGA 1155 lub Socket H2) - Intel Core i3, i5, i7 (drugiej generacji - Sandy Bridge)
- Socket 2011 - (znany także jako LGA 2011 lub Socket R) - Intel Core i7 (Sandy Bridge-E / Ivy Bridge-E), Xeon E5 (Sandy Bridge-EP / Ivy Bridge-EP)
- Socket 754 - Athlon 64 i Sempron
- Socket 939 - Athlon 64
- Socket 940 - Athlon 64, Opteron
- Socket AM2 (znany wcześniej jako Socket M2) - Athlon 64, Athlon 64 x2, Sempron, Opteron 1xx
- Socket AM2+ - AMD Phenom
- Socket AM3 - Athlon 64 X2, AMD Athlon II X3, AMD Athlon II X4, AMD Phenom II X2, AMD Phenom™ II X4, AMD Phenom™ II X6
- Socket AM3+ -
- Socket AM4 - Ryzen 1000, Ryzen 2000, Ryzen 3000, Ryzen 5000
- Socket AM5 - Ryzen 7000
- Slot 3, PAC418 - Itanium
- PAC611 - Itanium 2
- Slot B - DEC Alpha
- Slot M - Itanium
Pamięć operacyjna
Karty rozszerzeń:
- ISA 8-bit - złącze popularne w czasach PC-XT, krótkie, najczęsciej koloru czarnego.
- ISA 16-bit - złącze pojawiło się w PC-AT, jest to 8-bitowa ISA z dołożonym segmentem. Popularne w 2-3-486, występuje do niektórych Pentiumów III. Można w nich uruchamiać karty pod 8-bitową ISA. Odwrotnie nie zawsze.
- VLB (VESA Local Bus) - stworzone specjalnie dla płyt 486 i kart graficznych, którym przepustowość 16-bitowej ISA przestała wystarczać. Jest to 16-bitowa ISA z dołożonym mniejszym i gęstszym segmentem, często brązowym.
- EISA - rzadkie złacze w płytach serwerowych 486. Można w nie wkładać karty ISA, ale i specjalne karty EISA, np. kontrolery wieloportowe (terminalowe) czy kontrolery SCSI. Wygląda jak piętrowa ISA - na górze ISA, pod nią jeszcze jedna z większą liczbą progów i ograniczników. Najczęsciej koloru brązowego.
- AMR - złącze do podłączenia modemu spotykane w niektórych płytach do Pentium III Czasami jest to slot PCI wlutowany na opak.
- PCI - stare złącze o małej przepustowości.
- AGP - powszechnie wykorzystywane w urządzeniach wymagających transferu dużych ilości danych, np. kart graficznych.
- PCI Express - następca AGP, oferujący jeszcze większą szybkość transferu
Urządzenia składujące (twarde dyski, napędy optyczne).
Wejście zasilacza.
Porty urządzeń:
- Port szeregowy (PS/2, COM, USB) - wykorzystywane do podłączania urządzeń zewnętrznych.
- Port równoległy (Centronics, SCSI, ATA).

Kontrolery poszczególnych złączy rozmieszczone są w tzw. mostach - północnym i południowym. Pierwszy podłączony jest bezpośrednio do procesora i zawiera kontrolery pamięci oraz układów graficznych. W południowym znajdują się kontrolery dźwięku, Ethernetu, dysków, portów itd.

Producenci wielu płyt głównych montują na nich zintegrowane układy graficzne i dźwiękowe. Oferują one jedynie podstawowe możliwości, lecz dzięki nim nie trzeba montować droższych układów, jeżeli nie są nam one potrzebne. Najważniejszymi układami na płycie głównej są jednak chipset oraz BIOS. Chipset nadzoruje działanie całej płyty głównej, kontrolując przepływ informacji. BIOS (ang. Basic Input/Output System) jest niewielkim układem aktywującym się tuż po włączeniu komputera. Jego zadaniem jest zainicjowanie wszystkich urządzeń do pracy oraz uruchomienie systemu operacyjnego z dysku twardego albo nośnika optycznego. O ile program BIOS'a przechowywany jest w pamięci Flash, która nie gubi danych nawet po odłączeniu zasilania, ustawienia startowe trzymane są w szybszym układzie wymagającym jednak stałej obecności napięcia. Jest ono podtrzymywane nawet po wyłączeniu komputera przez baterię BIOS. Obecnie montowane baterie mają trwałość ponad dziesięciu lat i ładowane są automatycznie, gdy komputer pracuje.

Bateria BIOS zasila także zegar czasu rzeczywistego (RTC). Jest to niewielki układ scalony odmierzający czas bez względu na stan komputera (uruchomiony, wyłączony). Oprogramowanie komputera może odczytywać i modyfikować wskazania zegara. Jego obecność jest także warunkiem istnienia systemów wielozadaniowych, gdzie procesor wykonuje w pewnej stałej jednostce czasu poszczególne procesy i aplikacje sprawiając wrażenie, że pracują one równocześnie. Jeżeli w systemie zainstalowany jest więcej, niż jeden procesor, mamy do czynienia z fizyczną wielozadaniowością.

Procesor (CPU)

Mózgiem każdego komputera jest procesor zajmujący się wykonywaniem instrukcji wchodzących w skład programów oraz aplikacji. Jest to niewielki układ scalony zamknięty w hermetycznej obudowie ze złoconymi wyjściami, montowany na płycie głównej do specjalnego slotu. Angielska oryginalna nazwa to CPU (od Central Processing Unit).

Procesor może komunikować się z innymi urządzeniami komputera poprzez magistrale danych, stamtąd także pobiera na bieżąco instrukcje do wykonania. Współczesne procesory rozpoznają ponad pół tysiąca rozmaitych komend. Można wśród nich wyróżnić:

Komendy skoku - skok do wybranej instrukcji

Komendy kopiowania

Jedną z podstawowych cech procesora jest długość słowa, czyli porcji danych, na której wykonywane są operacje. Ma to bezpośrednie przełożenie na wydajność układu, ponieważ długość słowa warunkuje też długość adresu komórki w pamięci operacyjnej. 32-bitowe procesory mogą obsługiwać pamięci o maksymalnej pojemności 4 GB oraz radzą sobie z liczbami o długości do 32-bitów. Na rynek wchodzi już jednak generacja układów 64-bitowych z dwa razy dłuższym słowem.

Do komunikacji procesora ze światem wykorzystywany jest zestaw rejestrów, z których każdy ma długość pojedynczego słowa. Za ich pomocą wprowadzane są instrukcje, ustawiane tryby pracy oraz dane, na których trzeba operować.

Pojedynczy procesor wykonuje w danym momencie instrukcje tylko jednego programu lub procesu systemowego. Do zadań systemu operacyjnego należy szybkie przełączanie aplikacji, co daje nam wrażenie wykonywania się wielu zadań w tym samym momencie. Możliwość tę nazywamy wielozadaniowością. Dopiero zainstalowanie większej liczby procesorów, na co zezwalają niektóre płyty główne, daje możliwość fizycznego wykonywania kilku aplikacji w tym samym momencie dzięki podziałowi zadań.

Teoretycznym wskaźnikiem mocy procesora jest częstotliwość mówiąca, ile instrukcji na sekundę jest w stanie przetworzyć dany układ. Np. procesor z zegarem 2 GHz powinien w teorii w tym czasie wykonać 2 miliardy operacji. Jest to jednak założenie wyłącznie teoretyczne. Różne operacje różnią się czasem wykonywania, a ponadto istnieje cała gama technik pozwalających na osiągnięcie identycznej wydajności przy wolniejszym zegarze. Standardowym przykładem są tutaj procesory firmy AMD, które mimo zegarów wolniejszych o 500-1000 MHz, mają porównywalną wydajność, co produkty firmy Intel. Z drugiej jednak strony Intel opracował technologię Hyper Threading, dzięki której jeden procesor zachowuje się tak, jak dwa i może równolegle wykonywać dwa procesy.

Na rynku procesorów liczą się obecnie dwie firmy:

Intel - producent procesorów Pentium, Celeron, Centrino, Core, Quad, Itanium, Xeon, Core I7
AMD - producent układów Duron, Athlon, Sempron, Opteron, FX, Athlon X2, Phenom, Ryzen

Pamięć operacyjna (RAM)

Pamięć RAM jest pamięcią roboczą komputera, przechowywane są tam dane potrzebne aktualnie do pracy komputera. Zawartość pamięci RAM jest jednak ulotna i znika po wyłączeniu zasilania komputera. W oddzielną pamięć RAM wyposażona jest karta graficzna, służąca do wyświetlania grafiki na ekranie komputera.

Stare komputery były wyposażone w następujące typy pamięci:

DIP (klasa 0800/8086, niektóre 286) - układy scalone montowane w oddzielnych gniazdkach. Każdy bank wymagał układów do sparowania.
SIPP (klasa 286, eksperymentalne 386) - są to 30-pinowe moduły SIMM patrz niżej) zaopatrzone w dolutowane do kontaktów nóżki. Poza tym niczym się nie różnią i włożenie w gniazda SIPP oprawki od 30-pinowych SIMMów załadowanej nimi bedzie działać, jak i dolutowanie nóżek do SIMMa.

SIMM

Spotykane w komputerach klasy 386, 486 oraz Pentium. Ze względu na charakter dostępu procesora Pentium do pamięci, wymagane było stosowanie pamięci SIMM w parach przy współpracy z tym procesorem.

Wyróżniane są następujące typy pamięci SIMM:

SIMM30 - 30-pinowe kostki, współpracujące po dwie lub cztery. Spotykane w komputerach 286 (b.rzadko) 386 i starszych 486. Po dolutowaniu do nich nóżek można włożyć je do gniazdek SIPPów.
SIMM72 - Moduły 72-pinowe posiadajace charakterystyczny rowek, spotykane w 486 (bywały jednak 486 posiadające gniazda i SIMM30 i SIMM72) i Pentiumach. IBM stosował je w późnych 386 (PS/1 Pro) jednakże IBMowskie SIMMy różniły się pod względem organizacji pamięci od tych dzisiaj spotykanych.

DIMM/SDRAM

Pamięć SDRAM (ang. Synchronous DRAM), podobnie jak pamięć typu FPM, jest pamięcią typu DRAM. Pamięć ta pracuje z częstotliwością zewnętrznej magistrali systemowej (a więc synchronicznie) i charakteryzuje się czasem dostępu rzędu 10 ns. SDRAM-y wyróżnia ponadto wysoka teoretyczna przepustowość danych - 800 MB/s dla kości typu PC-100 i 1064 MB/s dla PC-133 [3]. Pamięci SDRAM są wykonywane w postaci 168-pinowych modułów DIMM (ang. Dual In-line Memory Module), obecnie zasilanych napięciem 3,3 V.

RIMM

Pamięci spotykane często w stacjach roboczych (ang. Workstations), charakteryzują się wysoką czestotliwością pracy, lecz długim czasem dostępu. Ich koszt produkcji jest zdecydowanie większy, niż pamięci DIMM, przez co ich zastosowanie ogranicza się do komputerów high-end. Na płycie głównej muszą pracować w parach, a pozostałe sloty muszą zostać wypełnione tzw. Terminatorami, inaczej pamięć nie będzie działać prawidłowo. Przykładem chipsetu obsługującego te pamięci jest i840 stosowany w stacji Compaq AP-550 Workstation, oraz i860 stosowany w stacji Compaq Evo W6000 Workstation.

DDR/Dual DDR

Ten rodzaj pamięci, to właściwie pamięć SDRAM o podwojonej przepustowości. Osiągnięto to poprzez wprowadzenie transmisji na obu zboczach zegara taktującego. Typowo cykl zegara składa sie z pewnego okresu stanu wysokiego oraz takiego samego zwykle okresu stanu niskiego. Transmitując dane na zboczu narastającym (z niskiego na wysoki) i opadającym (z wysokiego na niski) możliwe jest osiągnięcie dwóch transmisji w czasie jednego okresu. W oznaczeniach pamięci DDR podaje się tę "podwojoną częstotliwość", np. pamięć DDR-266 oznacza, że pracuje ona z faktycznym zegarem 133MHz, ale odpowiada to 266MHz pracy pamięci SDR.

DDR3 SDRAM

DDR3 SDRAM (ang. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (ver. 3)) – standard pamięci RAM typu SDRAM, będący rozwinięciem pamięci DDR i DDR2. Pamięć DDR3 charakteryzuje się zmniejszonym poborem mocy o około 40% w stosunku do pamięci DDR2 oraz większą przepustowością w porównaniu do DDR2 i DDR. Pamięci DDR3 nie są kompatybilne wstecz, tzn. nie współpracują z chipsetami obsługującymi DDR i DDR2. Posiadają także przesunięte wcięcie w prawą stronę w stosunku do DDR2 (w DDR2 wcięcie znajduje się prawie na środku kości).

Moduły DDR3 PC3-6400 o przepustowości 6,4 GB/s, pracujące z częstotliwością 800 MHz PC3-8500 o przepustowości 8,5 GB/s, pracujące z częstotliwością 1066 MHz PC3-10600 o przepustowości 10,6 GB/s, pracujące z częstotliwością 1333 MHz PC3-12800 o przepustowości 12,7 GB/s, pracujące z częstotliwością 1600 MHz PC3-15000 o przepustowości 15 GB/s, pracujące z częstotliwością 1866 MHz PC3-16000 o przepustowości 16 GB/s, pracujące z częstotliwością 2000 MHz

Zasilacz

Zasilacz, czyli PSU z ang. (Power Supply Unit), dostosowuje napięcie, prostuje prąd płynący z sieci (Polska 230V), do potrzeb komputera na złącza ATX i inne. Standardowe napięcia to 3,3V, 5V i 12V, reszta to tzw. napięcia kontrolne, które służą do np. załączania zasilacza. Wyróżniamy wiele złącz wyjściowych z zasilacza: -24 pin - Obecnie stosowany do zasilania płyt głównych w standardzie ATX -20 pin - W starszych płytach, tez standardu ATX -4 pin - MOLEX do zasilania CD-ROMu, HDD... -6 pin - Stosowany do zasilania regulatorów napięcia na procesorze VMC lub wspomagania karty graficznej. Port AGP x4 Pro jak i wejście PCI-E pobierają prąd z tego złącza. -12 pin AT - dwa wtyki po 6 przewodów zasilających płytę AT. PC XT miał te wtyki połączone czarnymi przewodami do siebie, jak i należy włączać wtyczki AT. -6 pin PCI AT - złącze w zasilaczach serwerowych klasy Pentium zasilające magistralę PCI. Wygląda jak jedno złącze zasilania AT, ale posiada wyłącznie pomarańczowe i czarne przewody. -3 pin AT Power - włącznik zasilacza AT zrealizowany w formie umożliwiającej przejęcie kontroli nad zasilaczem przez płytę główną. Spotykany w serwerach i high-endowych komputerach klasy Pentium. Podobne złącze w nowszych komputerach dawało płycie głównej informacje o działaniu wiatraka. -12-pin XT - stosowane tylko we wczesnych komputerach klasy XT złącze powstające z połączenia dwóch 6-pinowych złącz AT. Wtyczki od zasilacza AT w nim działają, jednakże trudno je fizycznie włożyć ze względu na zwartą budowę gniazda. W komputerach stosuje się tzw. zasilacze impulsowe.

Dysk twardy (HDD)

Dyski twarde HDD (ang. Hard Disk Drive) zostały tak nazwane z powodu swej sztywnej konstrukcji. Dyski twarde nie zawsze były takie "twarde". Kiedyś, przed przenoszeniem dysku z miejsca na miejsce, trzeba było zaparkować głowice, czyli uruchomić specjalny program, który zajmował się przemieszczeniem głowic poza obszar magnetyczny dysku.

Dzisiaj dyski operacje takie wykonują automatycznie, ponadto są bardzo odporne na wstrząsy. Dyski twarde zawierają w swej obudowie kilka, a nawet kilkanaście talerzy (standardowo 3 talerze magnetyczne). Talerze wirują prędkością 3600-7200 obrotów na minutę (ang. RPM - Rounds Per Minute), a niektóre dyski SCSI kręcą się z prędkością 15 000 RPM (250 obrotów na sekundę). Wewnątrz pyłoszczelnej obudowy dysku twardego znajdują się (oprócz głowicy i talerzy): układy sterowania silnikiem napędu dysków, silnikiem przesuwu głowic (służącym do pozycjonowania) oraz głowicami zapisu/odczytu, a także inne układy sterowania i kontroli. Dzięki dużej prędkości w ruchu obrotowym wytwarza się poduszka powietrzna pod głowicą zapisu/odczytu, dlatego łatwo może ona być utrzymywana w stałej odległości od talerza (głowica nie dotyka dysku podczas pracy!). Dzięki dużej prędkości obrotowej możliwe jest również uzyskiwanie dużych prędkości transmisji danych. Najważniejszymi parametrami dysków twardych są:

szybkość transmisji (transfer) danych,
prędkość obrotowa (5400 RPM, 7200 RPM, 15 000 RPM),
rozmiar pamięci podręcznej - wśród nowych dysków zazwyczaj 8MB,
Średni czas dostępu (ang. average access time) wyrażany w ms (np. 10ms). Na tę wielkość składają się:
- średni czas wymagany do umieszczenia głowic nad odpowiednim cylindrem (ang. average seek time),
- opóźnienie rotacyjne związane z umieszczeniem głowicy nad wybranym sektorem,
- pojemność (popularnie 80 GB).

Należy tu zauważyć, że prędkość dysku zależy od wykorzystywanej technologii transmisji. Dyski pracujące z magistralą SCSI, wykorzystując szybszy i wydajniejszy interfejs, pracują szybciej, dyski obsługiwane przez interfejs EIDE, nawet używające trybu UltraAta/100 póki co, nie są w stanie zagrozić "konkurencji".

Karta graficzna

Karta graficzna jest urządzeniem odpowiadającym za wyświetlanie obrazu na monitorze. Współczesne karty graficzne oprócz wyświetlania obrazu, pełnią również funkcje akceleracji grafiki trójwymiarowej, tzn. przejmują część zadań obliczeniowych odciążając tym samym CPU.

Łączą się z płytą główną poprzez złącze PCI, AGP lub PCI Express. Współczesne karty potrafią pracować w parze z drugą identyczną kartą graficzną (tryb SLI w kartach NVidia, oraz CrossFire w kartach ATI) dzięki czemu uzyskujemy wzrost wydajności 3D.

Wyposażona jest zazwyczaj w szybką pamięć RAM, w której przechowywany jest aktualnie wyświetlany obraz, a także tekstury (bitmapy wykorzystywane do pokrywania powierzchni w grafice 3D).

Do karty graficznej podłączamy monitor poprzez gniazdo VGA lub DVI. Niektóre karty graficzne umożliwiają również podłączenie telewizora poprzez gniazdo S-Video.

1) Karta MDA Prekursorem kart graficznych, instalowanych w komputerach rodziny PC, był sterownik, który pojawił się w komputerach IBM PC w roku 1981, o nazwie MDA (ang. Monochrome Display Adapter). Karta pracowała tylko w trybie tekstowym o rozdzielczości 25 linii x 80 znaków. Wyposażona w 4KB pamięci oferowała częstotliwość odchylania pionowego 50 Hz.

2) Karta CGA Następcą sterownika MDA była karta CGA (ang. Color Graphics Adapter) - opracowana przez IBM w 1982 roku karta jako pierwsza oferowała możliwość korzystania z trybu graficznego. Były to jednak tylko dwie rozdzielczości: 640x200 oraz 320x200 punktów. Karta oferowała 16 KB pamięci - większa rozdzielczość wyświetlana była jedynie w trybie monochromatycznym, zaś niższa "aż" w 4 kolorach. Tryb tekstowy możliwy był również w dwóch wariantach: 80 znaków x 25 linii, bądź 40 znaków x 25 linii, niestety matryca znaku miała rozmiary 8x8 pikseli. Karta oferowała maksymalną częstotliwość odświeżania pionowego 60 Hz. Karta wykorzystywała spakowaną (ang. packed) metodę odwzorowania pamięci - w danym bloku pamięci RAM każdemu pikselowi obrazu odpowiadał fragment bajtu, zawierający numer koloru tego punktu (np. 1 bit - 2 kolory, 2 bity - 4 kolory, itd.)

3) Karta Hercules Karta Hercules pojawiła się w tym samym czasie co karta CGA. Była ona wyposażona dodatkowo w złącze równoległe, umożliwiające podłączenie drukarki. Karta oferowała możliwość pracy w rozdzielczości 720x348 punktów (zarówno w trybie tekstowym, jak i graficznym), ale jedynie w trybie monochromatycznym. Wyposażona była w 64 KB pamięci. Znaki w trybie tekstowym wyświetlane były na podstawie matrycy 9x14 punktów. Karta nie miała możliwości współpracy z IBM-BIOS, gdyż nie została wyprodukowana przez IBM. Aby umożliwić szybszy dostęp do danych pamięć została podzielona była na dwie strony graficzne, natomiast każda ze stron - na cztery banki.

4) Karta EGA Karta EGA (ang. Enchanced Graphics Adapter) to kolejny etap rozwoju CGA. Karta oferowała wyświetlanie obrazu w rozdzielczości 640x350 punktów przy 16 kolorach (wybieranych z palety 64 kolorów). Zaopatrzona była w 256 KB pamięci. Rozdzielczość w trybie tekstowym wynosiła 80x43, przy matrycy znaku 8x14. Sterownik EGA składał się z czterech głównych bloków funkcjonalnych:

Układ sekwencyjny - generuje sygnał zegarowy; przesyła dane pomiędzy pamięcią obrazu, układem graficznym i układem określania atrybutu; odpowiada za wybór lokalizacji wyświetlanych znaków.
Układ graficzny - przekazuje dane pomiędzy pamięcią obrazu, układem graficznym i układem określania atrybutu.
Układ sterowania atrybutem - służy do zmiany kolorów zapisanych w pamięci obrazu na indeksy kolorów zdefiniowanych w rejestrach wzorców kolorów.
Układ sterowania wyświetlaczem - odpowiada za zachowanie zależności czasowych podczas wyświetlania obrazu oraz wyświetla kursor.

Pamięć wideo opisywanej karty podzielona jest na cztery 64KB obszary (rozwiązanie to jest wykorzystywane również w kartach VGA). Trzy kolory podstawowe (RGB) przyporządkowane są do kolejnych obszarów, zaś czwarty z obszarów zawiera informacje o intensywności z jaką ma być wyświetlony dany kolor. Tak więc jeden piksel zawiera swoje składowe w czterech blokach pamięci. Dzięki takiej strukturze 256 KB zajmuje 64 KB przestrzeni adresowej. Rozwiązanie to nosi nazwę metody płatowej (ang. planar, bit maped), a jego wadą jest to, że utrudniony zostaje dostęp do danych.

5) Karta VGA Karta VGA (ang. Video Graphics Array) to kolejny standard firmy IBM, opracowany z myślą o aplikacjach graficznych. Sterownik ten jest w stanie emulować wszystkie dotychczas opisane standardy. Cechą wyróżniającą kartę VGA jest fakt, że wysyła ona do monitora sygnały analogowe (poprzedniczki operowały na sygnałach cyfrowych), dzięki czemu zwiększono liczbę wyświetlanych kolorów. Zajmuje się tym wyspecjalizowany układ przetwornika cyfrowo-analogowego (DAC - ang. Digital Analog Converter), który jest w stanie przedstawić każdą z barw w postaci określonej liczby poziomów (np. 64). Standardowy sterownik VGA umożliwia wyświetlanie 25 wierszy znaków w 80 kolumnach (matryca znaku 9x16). Znak może być wyświetlany w jednym z 16 kolorów, natomiast kolor tła dla każdego znaku może być inny. W trybie graficznym karta VGA umożliwia wyświetlenie obrazu o rozmiarach 640x480 punktów przy 16 kolorach (wybranych z palety 256 kolorów). Maksymalną liczbę kolorów - 256 - osiągnąć można przy rozdzielczości 320x200 punktów.

6) Karta SVGA Karty SVGA (ang. Super VGA) są rozszerzeniem techniki VGA. Sterowniki SVGA wykorzystują tzw. technikę stronicowania, polegającą na kojarzeniu z niewielkim obszarem pamięci (oknem), w przestrzeni adresowej, różnych fragmentów większego obszaru pamięci (stron lub banków). Tak więc, zapis/odczyt adresu położonego wewnątrz okna, powoduje zapis/odczyt odpowiadającego mu bajtu w banku. Rozmiar banku i okna wynosi zwykle 64 KB. Aby dostać się do pamięci spoza bieżącego banku, należy zmienić zawartość rejestru sterującego położeniem banku (ang. Bank Start Adress). Wszystko to po to, aby efektywniej wykorzystać 128 KB przestrzeni adresowej, którą ma zarezerwowaną procesor na pamięć obrazu.

Dzięki takim, i wielu innym innowacjom, możliwe jest korzystanie z dużej pojemnościowo pamięci, co umożliwia współczesnym kartom graficznym osiąganie rozdzielczości 1280x1024 i wyższych, przy palecie kolorów 16.7 mln. (true color). Współczesna karta graficzna to wysoko-wydajnościowy system mikroprocesorowy, na którego "pokładzie" znajduje się procesor graficzny, szybka pamięć, magistrala łącząca te dwa elementy (często 64 bitowa), układ przetwornika cyfrowo-analogowego (RAM-DAC) oraz kontroler CRT (ang. Cathode Ray Tube Controller). Zadaniem przetwornika cyfrowo-analogowego jest zamiana cyfrowego sygnału karty na analogowy sygnał RGB, sterujący monitorem. Zadanie kontrolera CRT polega na odczycie danych z pamięci, z określoną częstotliwością (częstotliwość wyświetlania klatek) oraz na sterowaniu częstotliwością synchronizacji pionowej (tzw. odświeżania ) i poziomej.

Napęd CD, DVD

Kolejnym urządzeniem jest napęd CD-ROM/DVD. Umożliwia on odczytywanie informacji zawartych na płytach CD-ROM i DVD. Do komputera można podłączyć również nagrywarkę CD (DVD), umożliwia ona nagrywanie własnych płyt CD (DVD) na nagrywalnych płytach CD-R (DVD-R/DVD+R) i płytach wielokrotnego zapisu CD-RW (DVD-RW). Za jej pomocą można np. przygotować kopię zawartości dysku twardego lub nagrać płytę z ulubioną muzyką.

Należy też pamiętać, że napęd DVD obsługuje płyty CD (ale nie na odwrót).

Nowością są także napędy BD, ale są na razie mało popularne.

Najnowsze są Napędy HD DVD i Blu Ray

Stacja dyskietek (FDD)

Innym elementem do zapisywania informacji jest stacja dyskietek. Informacje tam zapisane można przenosić i odczytywać na innym komputerze. Na dyskietce można zapisać od 360 kB do 1.44 MB informacji zależnie od typu dyskietki. Obecnie w użyciu są tylko dyskietki o pojemności 1.44 MB (3.5 calowe), choć przy kompresji można zapisać ponad 2 MB. Jednak kompresja danych na dyskietce jest niezalecana, ponieważ przy niewielkim uszkodzeniu nośnika tracimy wszystkie dane. Obecnie dyskietki magnetyczne są bardzo rzadko wykorzystywane do przenoszenia danych, służą zazwyczaj jako dyskietki startowe w razie awarii systemu operacyjnego.

Czytnik kart pamięci

Jest to urządzenie pozwalające odczytywać karty pamięci, stosowane głównie w cyfrowych aparatach fotograficznych. W nowszych komputerach instalowane są zamiast stacji dyskietek, ponieważ są od nich: mniejsze, pojemniejsze (nawet kilka GB), trwalsze i pracują bezdźwiękowo.

Klawiatura i mysz

Należą do urządzeń typu HID (skrót od Human Input Devices). Za ich pomocą obsługiwany jest komputer oraz możliwe jest wprowadzenie podstawowych danych do używanych programów. To wraz z monitorem są podstawowe urządzenia peryferyjne komputera. Urządzenia peryferyjne są to urządzenia, które ułatwiają i urozmaicają pracę z komputerem.

Mysz bardzo ułatwia pracę z komputerem. Za jej pomocą wybiera i aktywuje się opcje dostępne w używanych programach. Typowa klawiatura składa sie z klawiszy maszynowych, odpowiadają one literom, cyfrom i znakom przestankowym; klawiszy funkcyjnych oznaczonych od F1 do F12; klawiszy numerycznych odpowiadających układowi kalkuratora i klawiszy kursora, które służą do przesuwania na ekranie kursora.

Klawiatura dawniej mogła być podłączona do komputera wyłącznie poprzez specjalne gniazdo DIN-5 w płycie głównej, który następnie zastąpiono portem PS/2 (dla klawiatury zazwyczaj oznaczony kolorem fioletowym, aby nie pomylić z portem PS/2 dla myszy oznaczonym kolorem zielonym).

Mysz pierwotnie podłączano do komputera poprzez port szeregowy typu COM. Później zastąpiono go portem PS/2 (oznaczonym zazwyczaj kolorem zielonym).

Ostatecznie przewodowe urządzenia HID podłączane są poprzez standardowy port USB.

Komunikacja bezprzewodowa urządzeń peryferyjnych oraz HID początkowo była realizowana poprzez podczerwień (czyli na podobnej zasadzie, jak wiele pilotów zdalnego sterowania do telewizorów i innych urządzeń). Chodzi tutaj o szeroko wykorzystywany standard komunikacji szeregowej IrDA, jak również wiele innych zamkniętych niekompatybilnych między sobą "standardów" opracowywanych niezależnie przez producentów sprzętu. Z powodu problemów, do których przede wszystkim należy zaliczyć konieczność zapewnienia widzialności optycznej pomiędzy urządzeniem nadawczym i odbiorczym, powyższy sposób komunikacji bezprzewodowej ustępuje miejsca bezprzewodowej komunikacji radiowej, której powyższa niedogodność już niedotyczy.

Jeśli chodzi o bezprzewodowe-radiowe podłączenie w/w urządzeń - podobnie jak w przypadku komunikacji w podczerwieni - obserwuje się wiele niekompatybilnych standardów, które, oprócz chaosu, są również przyczyną szybkiego wyczerpywania się wolnych portów USB w naszym komputerze. Dzieje się tak, gdyż każde z niekompatybilnych urządzeń bezprzewodowych zazwyczaj wymaga osobnego urządzenia nadawczo-odbiorczego podłączanego zazwyczaj właśnie przez port USB. Warto zwrócić uwagę na pierwsze udane próby standaryzacji tej, jakże wygodnej, formy podłączania urządzeń peryferyjnych oraz HID. Owym standardem niebawem byćmoże stanie się interfejs Bluetooth, co dla użytkowników może oznaczać porządek w postaci jednego zajętego portu USB przez urządzenie nadawczo-odbiorcze BT. Z interfejsu Bluetooth korzysta dziś wiele telefonów komórkowych, palmtopów czy zestawów słuchawkowych, dostępne są także myszki oraz klawiatury pracujące w tym standardzie. Niestety aktualnie są to rozwiązania droższe w porównaniu z niestandardową zamkniętą konkurencją.

Monitor

Monitor wyświetla informacje optyczne pozwalające śledzić co robi w danej chwili komputer jak również pozwala oglądać wyniki pracy komputera.

Monitor kineskopowy (CRT)

Obecnie najczęściej używamy monitorów kineskopowych. W tylnej części monitora znajduję się działo elektronowe (1), które emituje elektrony (2) w kierunku ekranu pokrytego od wewnątrz wartstwą luminoforu . Miejsce, w którym elektrony uderzają w warstwę luminoforu, świeci w kolorze zależnym od rodzaju substancji, z której wykonano luminofor. Za pomocą pola elektrycznego (wytworzonego przez zespół kondensatorów) i/lub pola magnetycznego (wytworzonego przez zespół cewek indukcyjnych) wiązka elektronów jest skupiana (2) oraz odchylana (3) w sposób, który umożliwia zaświecenie każdego punktu na ekranie monitora.

Monitory czarno-białe posiadają jedno działo elektronowe oraz jednorodną warstwę luminoforu. Kolorowe monitory posiadają zespół trzech dział elektronowych oraz maskę (4) wraz z odpowiednio złożoną warstwą luminoforu (5). Każdy ze świecących punktów na ekranie składa się z trzech subpunktów (czerwony, zielony i niebieski). Odpowiednia kombinacja jasności świecenia tych subpunktów luminoforu pozwala otrzymać praktycznie każdy kolor na ekranie monitora.

Monitor ciekłokrystaliczny (LCD)

Jednak coraz popularniejsze stają się monitory ciekłokrystaliczne (tzw. LCD), które pobierają z sieci mniej energii, i przy odpowiednio wysokiej wartości kontrastu są zdrowsze dla oczu.

Wykorzystuje się w nich zjawisko ograniczenia przepuszczalności światła materiałów ciekłokrystalicznych pod wpływem przyłożonego napięcia elektrycznego.

Monitor plazmowy

Monitory plazmowe działają na podobnej zasadzie jak świetlówka. Ze względu na znaczne koszty, nie produkuje się monitorów ciekłokrystalicznych o dużych rozmiarach, tylko właśnie plazmowe.

Drukarka

Kolejnym urządzeniem peryferyjnym jest drukarka, dzięki której można przenieść na papier wykonane za pomocą komputera teksty lub obrazki.

Drukarka igłowa / czcionkowa

W pierwszych komputerach za drukarki robiły dalekopisy. W pierwszych komputerach osobistych technika drukowania nie zaszła wiele dalej - drukarka posiadała stały segment zawierający czcionki, które na papierze wybijał przez taśmę barwiącą młoteczek. Później pojawiły się drukarki mozaikowe (igłowe) - tutaj zamiast segmentu stałych czcionek w taśmę uderzały małe igiełki (poruszane elektromagnetycznie) tworzące w ten sposób obraz. Drukarki igłowe są dotąd stosowane przy drukowaniu dużych ilości dokumentów, których jakość nie musi być najlepsza (faktury, paragony itp.) a hałas szybko uderzajacych igiełek nie przeszkadza - zaletą jest niska cena taśmy.

Drukarka laserowa

Drukarka laserowa do tworzenia wydruku używa promieni lasera. Promień ten pada na fotoelektryczny bęben drukarski, na którym następnie osadza się toner. W końcowej fazie drukowania toner z bębna jest wprasowywany w wysokiej temperaturze w papier.

Drukarka atramentowa

Drukarka atramentowa drukuje przy użyciu mikroskopijnej wielkości kropel atramentu przenoszonych na papier.

Drukarka termiczna

Drukarki termotransferowe wtapiają barwnik w specjalny papier. Inny typ drukarek termicznych używa specjalnego ciepłoczułego papieru, który ogrzewa w odpowiednich miejscach. Papier ciepłoczuły łatwo płowieje, lecz jest tani w produkcji, więc drukowanie to stosowane jest np. do drukowania etykiet z kodami kreskowymi na sprzedawane produkty. Większa cena za drukarkę termotransferową i papier daje trwalszy druk.

Tablet

Tablet jest kolejnym urządzeniem służącym do poruszania po ekranie kursorem. Od myszy odróżnia go budowa oraz niektóre elementy działania. Tablet składa się ze specjalnej podkładki oraz rysika w kształcie długopisu. Poprzez zbliżenie go do podkładki powodujemy reakcję urządzenia w postaci przesunięcia kursora, a w przypadku dotknięcia powierzchni - efekt kliknięcia. Dzięki takiej budowie tablety idealnie nadają się dla grafików. Można nimi rysować niemal tak samo, jak na papierze, a także bez trudu przenosić do komputera pismo odręczne. Tablety potrafią wykrywać siłę, z jaką naciskamy rysikiem na podkładkę i przekazywać te informacje do komputera. Wiele programów graficznych potrafi je odpowiednio przetwarzać, np. zmieniając grubość linii w zależności od użytej siły.

Tablet różni się od myszy także w działaniu. Mysz jedynie przesuwa kursor względem jego aktualnego położenia. Podkładka tabletu dokładnie odwzorowuje powierzchnię ekranu i zbliżenie rysika do górnej jego części spowoduje pojawienie się kursora w analogicznym miejscu.

Do komunikacji między rysikiem, a podkładką, wykorzystywane jest pole elektromagnetyczne, które w tabletach firmy Wacom dodatkowo zasila rysik. Inne firmy preferują baterie, mające dodatkowe zastosowanie w wyważeniu rysika w dłoni.

Obecnie rysiki posiadają kilka funkcji, w zależności od tego, którą stronę przykładamy do podkładki:

Zwykłe narzędzie rysujące
Gumka (często umieszczona na drugim końcu wskaźnika rysującego, na wzór drewnianych ołówków)
Areograf (włącznie z regulacją gęstości krycia i obszaru na samym wskaźniku)
Pędzel (wskaźnik ze specjalnie profilowaną, miękko sprężynującą końcówką, dającą wrażenie malowania prawdziwym pędzlem)

Ich dobór różni się w zależności od modelu tabletu.

Skaner

Zadaniem skanera jest konwersja dokumentów i zdjęć z postaci papierowej do cyfrowej oraz przesłanie ich, z użyciem sterownika TWAIN (ang. Technology Without An Interesting Name), do komputera. Typowym zastosowaniem skanerów jest również rozpoznawanie wyrazów - system OCR (ang. Optical Character Recognition). Działanie OCR opiera się na odpowiednio "wytrenowanych" do tego celu sieciach neuronowych, a uzyskane wyniki są, w porównaniu z początkami tej technologii, zaskakująco dobre.

Podstawowym parametrem skanera jest rozdzielczość, na którą składają się:

rozdzielczość sprzętowa - zależy od jakości wykonania fizycznych komponentów skanera (lustra, układu skupiającego). Najczęściej spotykane rozdzielczości to 600x600 dpi (DPI - Dots Per Inch - punkty na cal) i 1200x1200 dpi, ale profesjonalne skanery potrafią pracować nawet przy rozdzielczości 14000x5600 dpi.

rozdzielczość interpolowana - jej wartość wynika z zastosowanych algorytmów interpolacji, mających na celu zwiększenie "wyostrzenie" szczegółów obrazu. Typowa wartość 19 200 dpi. Należy jednak pamiętać, że takie obliczenie niekoniecznie musi odpowiadać zeskanowanemu oryginałowi.

Kolejnym, bardzo istotnym, parametrem skanera, jest poprawna interpretacja barw oryginału. Standardowo informacja o barwie każdego zeskanowanego punktu zapisana jest na 24 bitach. Profesjonalne skanery odczytują informację o barwie z większą dokładnością. Posługując się tzw. wewnętrznym kodowaniem, uzyskują głębię koloru (np. 36 bitów), po czym z zeskanowanego zbioru wyliczany jest najlepszy (wg programu, który dokonuje tych obliczeń) zakres barw i zapisywany w formacie RGB 24-bitowym.

Innym parametrem, który ma wpływ na jakość skanowanego obrazu, jest zakres gęstości optycznej (D), czyli zdolność prawidłowej prezentacji najjaśniejszych i najciemniejszych partii obrazu.

Wszystkie opisane powyżej własności skanera związane są z jego wnętrzem, to ono w największym stopniu decyduje o jakości skanowanych dokumentów i fotografii.

Konstrukcje skanerów płaskich, ze względu na wykorzystane elementy światłoczułe (zamieniające sygnał świetlny na elektryczny), dzieli się na dwie grupy:

Urządzenia wykorzystujące układy typu CCD (ang. Charge Coupled Device). Konstrukcje takie zawierają lampę z zimną katodą, której rozgrzewanie, w początkowej fazie skanowania, wymaga dostarczenia prądu o większym natężeniu niż urządzenia drugiego typu. Skanery te mają znaczną wagę. Jest to spowodowane faktem, że głowica skanująca, prócz elementów CCD i lampy, zawiera lustro i układ skupiający.
Urządzenia wykorzystujące układy typu CIS (ang.Contact Image Sensor). Idea konstrukcji polega na tym by przetwornik światła na impulsy elektryczne składał się z wielu małych elementów fotoczułych znajdujących się jak najbliżej skanowanej powierzchni. Konstrukcja zawiera linijkę fotodiod oraz diody LED oświetlające. Głowica skanująca nie zawiera układu lustra i układu skupiającego, dzięki czemu skanery tego typu są bardzo lekkie i niskie. Charakteryzują się jednak gorszymi parametrami jakościowymi od swoich starszych braci. Zaletą tych urządzeń jest przystępna cena.

Niezależnie od typu, działanie skanera jest bardzo podobne: podczas skanowania pod dokumentem przemieszcza się głowica skanera (najczęściej o długości równej szerokości skanowanego dokumentu), której lampa (lub diody LED) oświetlają dokument, który odbija światło. Natężenie światła odbitego od elementu ciemniejszego jest inne, niż natężenie światła odbitego od elementu jaśniejszego. Światło odbite (o różnym natężeniu) kierowane jest do komórek światłoczułych (w przypadku elementów CCD wymagany jest specjalny układ lustra-soczewek skupiających). Dla każdego punktu skanowanego dokumentu istnieje zbiór elementów światłoczułych, które zajmują się "obróbką" tego sygnału. Elementy światłoczułe zamieniają informację o natężeniu światła na impulsy elektryczne, które są przesyłane do komputera. W komputerze informacje o poszczególnych częściach dokumentu są zbierane i generowany jest obraz dokumentu jako całości.

Joystick i gamepad

Dżojstik, z angielskiego joystick (drążek zabaw) to jedno z urządzeń wykorzystywanych głównie do sterowania w grach komputerowych, ale również przemysłowymi robotami. Dżojstik składa się on z uchylnego pionowego drążka sterującego oraz kilku przycisków. Innym urządzeniem wykorzystywanym w grach komputerowych jest gamepad. Jest to płaski kontroler do gier, wyposażony w okrągły manipulator i kilkanaście przycisków. Niektóre gamepady mogą mieć wbudowane miniaturowe dżojstiki ułatwiające kontrolę niektórych elementów w grach.

Karta dźwiękowa

Wewnątrz komputera umieszcza się również kartę dźwiękową. Zajmuje się ona przetwarzaniem cyfrowego dźwięku zapisanego na dowolnym nośniku (dysk twardy, CD itp.), Do postaci słyszalnej przez ludzkie ucho. Do karty dźwiękowej podłącza się muzyczne urządzenia peryferyjne, np. głośniki czy mikrofon. Karty dźwiękowe wbudowane są w niemal każdą obecnie produkowaną płytę główną.

Na zewnątrz wspóczesnej karty dźwiękowej znajduje sie gniazdo MIDI (często nazywane gniazdem joysticka), gniazdo wyjścia dźwięku, wejścia liniowego i mikrofonu. Czasem występuje wyjście liniowe, charakteryzujące się lepszą jakością. W starszych kartach można spotkać mały potencjometr do regulowania siły głosu. Najczęsciej spotykany typ gniazd to jack. Zaawansowane karty dźwiękowe posiadają wiele nietypowych wejść i wyjść, np. wyjście optyczne. Poza wejściem liniowym karta często posiada wejście wewnętrzne, zlokalizowane na płytce. Podłącza sie do niego przez 3 lub 4-żyłowy kabelek stację CD-ROM w celu analogowego transferu dźwięku z CD-Audio.

Z kartami dźwiękowymi nieodłącznie wiąże się standard MIDI. Został on opracowany w roku 1983 do komunikacji między różnymi elektronicznymi instrumentami muzycznymi. Nie przekazuje on czystej fali dźwiękowej, jak to robią zwykłe kable analogowe, ale informację cyfrową: naciskany klawisz, siłę nacisku, instrument na danym kanale, dodatkowe efekty brzmieniowe. Muzyka w formacie MIDI dostępna jest także na komputerach. Może być odtwarzana za pomocą programowych syntezatorów, wbudowanych np. w system operacyjny MS Windows, lecz jej jakość nie jest wtedy zadowalająca. Bardziej zaawansowane karty dźwiękowe posiadają sprzętową obsługę standardu MIDI, tj. dźwięk w tym formacie produkowany jest przez kartę, a nie przez procesor komputera. Znacząco poprawia to jakość brzmienia. Aby umożliwić komunikację komputera z instrumentem wyposażonym w interfejs MIDI, karty dźwiękowe wyposażone są w tzw. port gier. Podłączany jest do niego kontroler MIDI, którego zadaniem jest właściwe rozdzielenie informacji z komputera na instrumenty lub ich połączenie, jeżeli sygnał idzie w drugą stronę.

Modem

Ważnym urządzeniem peryferyjnym jest modem. Tu rozróżniamy dwa rodzaje: modem wewnętrzny instalowany jest wewnątrz komputera w formie karty; modem zewnętrzny podłącza się do komputera i jest on oddzielnym urządzeniem.

Za pomocą modemu przesyłamy i odbieramy dane komputerowe, oraz faksy analogową linią telefoniczną.

Inne

Do urządzeń peryferyjnych zalicza się także filtry napięciowe, chroniące komputer przed skutkami wahań napięcia zasilającego, oraz zasilacze awaryjne UPS, chroniące dane przed utratą w przypadku awarii zasilania. W tylnej części komputera znajdują się także gniazda rozszerzeń, w które można wpiąć specjalne karty. Liczba takich kart jest bardzo duża, karty rozszerzeń dodają do komputera nowe funkcje np.

telefax,
koder MPEG,
pozycjoner GPS,
kontroler SCSI,
karty telewizyjne
wejście zewnętrznego sygnału video itp.

Komputer jest urządzeniem złożonym, można go zawsze ulepszać, rozbudowywać jego wyposażenie, unowocześniać. Praktycznie każdą część komputera można wymienić w zależności od potrzeb i upodobań. Warto pamiętać że samodzielne składanie komputera jest bardzo proste i niewiele trudniejsze od podłączenia magnetowidu, tunera TV Sat do telewizora. Każdy komputer, aby wykonać jakąkolwiek operację, musi mieć odpowiednie oprogramowanie. Dotyczy to również wszystkich nowych kart rozszerzających i urządzeń zewnętrznych, które muszą być sterowane poprzez odpowiednie programy zwane popularnie sterownikami.