Аппаратное обеспечение
Эту статью предлагается удалить. |
Аппара́тное обеспе́че́ние[1][2][3][4][5], аппаратные средства, компьютерные комплектующие, «железо», (англ. hardware) — электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает). Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы[6]. К аппаратному обеспечению относятся устройства, образующие конфигурацию компьютера.
Различают внутренние и внешние устройства. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняется с помощью аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами; стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами. Персональный компьютер — универсальная техническая система, конфигурацию которой можно изменять по мере необходимости.
Компьютер[править | править код]
Аппаратное обеспечение вычислительных систем — обобщённое название оборудования, на котором работают компьютеры и сети компьютеров.
К аппаратному обеспечению обычно относят:
- центральный процессор (процессоры)
- оперативную память
- системную логику
- периферийные устройства
- сетевое оборудование
Некоторая часть задач, выполняемая аппаратным обеспечением может быть выполнена частично или полностью с помощью программной эмуляции, например, в персональных компьютерах часто используется программная реализация протоколов связи модемов, программная эмуляция функций отрисовки 3D изображений. Обычно перенос выполняемой задачи из аппаратной части в программную уменьшает стоимость оборудования, но увеличивает нагрузку на центральный процессор.
В случае существенной нагрузки на процессор определённого рода задачами, для повышения производительности производят обратную операцию: аппаратно реализуют часть алгоритма, уменьшая участие процессора в выполнении алгоритма.
Примеры аппаратной реализации алгоритмов, которые могли бы быть реализованы программно:
- 3D графика
- DMA-режим работы IDE устройств
- FIFO-буффер у COM-портов
- Физический процессор для обсчёта поведения объектов в компьютерных играх
- Математический сопроцессор, ускоряющий операции с плавающей запятой (в современных процессорах интегрирован)
- Функции файрвола
Персональный компьютер[править | править код]
Обычный персональный компьютер состоит из системного блока, состоящего из шасси и периферийных устройств.
В состав системного блока входят:
- материнская плата с припаянными или установленными на ней:
- Чипсет — взаимосвязанный набор микросхем, логика которого в наибольшей степени определяет то, каковы прочие элементы компьютера.
- центральный процессор
- BIOS — программное обеспечение в ПЗУ материнской платы.
- кулер охлаждения процессора как основного тепловыделяющего элемента современного компьютера.
- оперативная память и кэш
- слоты расширения шин — PCI, PCI-E, USB, FireWire, AGP (устарела), ISA (устарела), EISA (устарела)
- контроллеры устройств — хранения: IDE, SCSI, SATA, SAS или других типов, находящиеся непосредственно на материнской плате (встроенные) либо на платах расширения.
- видеоконтроллер (встроенный или в виде отдельной платы), передающий сигнал на монитор
- звуковой контроллер
- сетевой интерфейс (сетевая плата)
- блок питания
- система охлаждения — дополнительные элементы охлаждения (вентиляторы, механические элементы, части водяной системы охлаждения), необходимые при установке блоков, имеющих повышенное тепловыделение (видеокарт, вычислительных сопроцессоров).
Через контроллеры к материнской плате при помощи шлейфов кабелей, сигнальных и питания, подключаются находящиеся внутри системного блока возможные элементы:
- жёсткий диск (их может быть несколько, они могут быть объединены в RAID-массив)
- SSD
- накопитель на гибких дисках
- оптический накопитель типа CD-ROM и другие устройства.
Кроме того, в аппаратное обеспечение компьютера также входят внешние (по отношению к системному блоку) компоненты — периферийные устройства в различных сочетаниях:
- Устройства ввода
- устройства вывода
- для связи используются различные модемы и сетевое оборудование: маршрутизатор, сетевой коммутатор, беспроводная точка доступа.
- устройства ввода-вывода для технологий виртуальной реальности.
Архитектура[править | править код]
Под архитектурой аппаратного обеспечения компьютера понимаются внутренние компоненты компьютера и подключенные к нему устройства ввода (как компьютерная мышь и клавиатура) и устройства вывода (монитор). Внутренние компоненты компьютера вместе представляют собой вычислительное и управляющее устройство, объединённое шиной. Более распространены обозначения процессор, оперативная память и жесткий диск. Шина соединяет отдельные компоненты в сложную систему, так как без шины разрозненные детали не смогли бы функционировать. Процессор или ЦПУ определяет основную скорость работы компьютера. Требования к тактированию ЦПУ и собственной мощности процессора постоянно увеличиваются, так как и предъявляемые к технике требования тоже растут. Программное обеспечение, которое позже устанавливается на компьютер, требует все большей мощности процессора.
Термин архитектура распространяется на устройство комплектной системы, так как отдельные компоненты должны быть друг с другом согласованы, чтобы гарантировать бесперебойное протекание процесса. В противном случае в будущем это приведёт к проблемам с компьютером. Если элемент не подходит к другим компонентам, то они так же не могут потреблять полную мощность. Отдельные составные блоки, такие, как процессор, оперативная память или шина, при сборке корпуса должны составлять одно целое. Иначе подключенное к процессору программное обеспечение не сможет выполнять свои задачи в полной мере и обращение с компьютером будет усложнено.
Разработка аппаратного обеспечения[править | править код]
Разработка аппаратного обеспечения — это комплексная работа, включающая создание и оптимизацию электроники и элементов механических систем, выполняющих различные вычислительные процессы. Связь между этими элементами и объектами обычно реализуется через аппаратный интерфейс.[7]
Разработка аппаратных средств обычно осуществляется на следующих этапах[7]:
- разработка схем аппаратных элементов;
- реализация аппаратных элементов (в виде печатной платы или их комбинации);
- тестирование аппаратных элементов в лабораторных условиях;
- интеграция системы;
- тестирование аппаратных средств в полевых условиях.
Первый этап процесса разработки аппаратного обеспечения[8] является самым важным, ведь правильное проектирование оборудования не только сокращает бюджет проекта, но и предотвращает ряд потенциальных поломок и простоев.
Сходства с разработкой программного обеспечения[9] очевидны:
- Модель
Пользователи взаимодействуют с продуктами различными способами, продукты взаимодействуют с другими продуктами, и продукты производят выходные данные, учитывая входные данные.
- Требования
У него есть функциональные (обращенные к пользователю) и нефункциональные (не обращенные к пользователю) требования.
- Сложность
Любое представление спецификаций продукта неизменно приводит к древовидной структуре, поскольку основные характеристики декомпозируются на более мелкие.[10]
Ссылки[править | править код]
- Аппаратное обеспечение // elektro-expo.ru
Примечания[править | править код]
- ↑ ГРАМОТА.РУ – справочно-информационный интернет-портал «Русский язык» | Словари | Проверка слова
- ↑ «ГРАМОТА.РУ»: Словари русского языка — Справка . Дата обращения: 17 июля 2007. Архивировано из оригинала 27 августа 2007 года.
- ↑ Словари русского языка — Проверка слова «обеспечение» Архивная копия от 27 августа 2007 на Wayback Machine Грамота.ру
- ↑ Издание орфографического словаря Ожегова 2007 года приводит единственный вариант — обеспече́ние. // Орфографический словарь русского языка / Под редакцией С. И. Ожегова. Локид-Пресс, 2007. 912 с. ISBN 5-320-00396-X.
- ↑ Издание словаря Розенталя 2006 и 2007 года тоже приводит единственный вариант — обеспече́ние // Д. Э. Розенталь. Русский язык. Справочник-практикум. Оникс, Мир и образование, 2007. ISBN 5-488-00712-1, 5-94666-332-1, 978-5-488-01360-5.
- ↑ «ГЛОССАРИЙ.РУ»: Служба тематических толковых словарей . Дата обращения: 7 октября 2010. Архивировано 15 декабря 2010 года.
- ↑ 1 2 Hardware Development (англ.). Sirin Software. Дата обращения: 11 февраля 2022. Архивировано 10 февраля 2022 года.
- ↑ Embedded Hardware Development (брит. англ.). ADUK GmbH. Дата обращения: 11 февраля 2022. Архивировано 26 января 2022 года.
- ↑ Embedded Firmware Development (брит. англ.). ADUK GmbH. Дата обращения: 11 февраля 2022. Архивировано 23 января 2022 года.
- ↑ Hardware vs. Software Development: Similarities and Differences (амер. англ.). Cprime (19 ноября 2015). Дата обращения: 11 февраля 2022. Архивировано 10 февраля 2022 года.
Для улучшения этой статьи по информационным технологиям желательно:
|