Схема блок компьютера: 4. Блок-схема устройства компьютера

Содержание

4. Блок-схема устройства компьютера

Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные – управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ.

5. Кодирование информации. Единицы измерения информации.

Для определения количества информации был найден способ представить любой ее тип (символьный, текстовый, графический) в едином виде, что позволило все типы информации преобразовать к единому стандартному виду. Таким видом стала так называемая двоичная форма представления информации. Она заключается в записи любой информации в виде последовательности только двух символов. Каждая такая последовательность называется двоичным кодом. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим числом простых однотипных элементов, чем с небольшим числом сложных.

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации. Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи. (бит, байт, кб, мб, гб, тб и т.д)

6. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Система счисления - это совокупность правил наименования и изображения чисел с помощью набора знаков(чаще всего цифр и символов). Различают непозиционные и позиционные системы счисления.

     Для записи чисел непозиционная система счисления использует специальные символы. Специальные символы несут определенное постоянное количественное значение, которое одинаково во всех  позициях числа для данного символа. Римская система счисления, наглядный пример непозиционной системы счисления.

     Для записи чисел позиционная система счисления использует ограниченное число знаков, интерпретация которых зависит от их места в записи числа. Основание системы - количество различных цифр(знаков, символов). Цифры, записанные в ряд, образуют число. Разряд - позиция цифры в представлении числа. "Вес" цифры зависит от занимаемой ею позиции. Число в позиционной системе счисления представляет собой сумму степеней основания, умноженных на соответствующий коэффициент, который должен быть одной из цифр данной системы.

     Наиболее известная позиционная система счисления - десятичная система счисления. В информатике широко применяется двоичная система счисления (X = 2), в ней для записи числа используются две цифры: 0 и 1. Один двоичный разряд соответствует одному биту информации. Широко используется укрупленная единица информации - байт, включающая 8 двоичных разрядов(8 бит).

7. Поколение компьютеров.

К первому поколению обычно относят машины 50-х годов. В их схемах использовались электронные лампы. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла. Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду.

Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные примерно в 1955—65 гг. использование в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов. Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, первые магнитные диски.

Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.

Машины третьего поколения после 60-x годов — это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами.

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

Архитектура компьютеров будущего 5 поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином "интеллектуальный интерфейс". Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

Блок схема компьютера

1 935

Во время работы компьютера должен производиться обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом.

Этот обмен между любым внешним устройством и оперативной памятью производится через два промежуточных звена:
1. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контролером или адаптером (рис 25, 26). Некоторые контролеры могут управлять сразу несколькими устройствами.
2. Все контролеры и адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую иначе называют шиной (рис 25, 26)..
Для упрощения подключения устройств электронные схемы ЭВМ состоят из нескольких модулей — электронных плат. На основной плате компьютера — системной, или материнской, плате — обычно располагаются микропроцессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъемы (слоты)на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютера — шине. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.

Строение компьютера можно изобразить в виде блок схемы (рис. 25). Заметим, что на ней контроллер клавиатуры показан на системной плате — так обычно и делается, поскольку это упрощает изготовление компьютера. Иногда на системной плате размещаются и контроллеры других устройств.
Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода.

Эти порты бывают следующих типов:
• параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обыкновенно подключаются принтеры;

• асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.;
• игровой порт — для подключения джойстика.
Блок схема компьютера, представляющая его полную структуру, представлен на рисунке 26.


Структура компьютера это совокупность его функциональных элементов и связи между ними. Элементы это различные устройства – от основных логических устройств до самых простых схем. Структура компьютера представляется графически в виде структурной схемы и с ее помощью можно дать объяснения о любом уровне компьютера.

 

                 Архитектура электронной вычислительной машины (компьютера).


Архитектура компьютера определяет принцип его работы, информационные связи и взаимное соединение основных логических элементов компьютера: процессора, внутренней и внешней памяти и внешних устройств.
Наиболее распространенные виды архитектуры компьютеров:
Классическая архитектура(архитектура фон Неймана) — состоит из одного арифметико-логического устройства (АЛУ) по которому проходит поток данных и одного управляющего устройства для потока команд. Это архитектура ещё однопроцессорного компьютера. Персональные компьютеры относятся к этой архитектуре.


Многопроцессорная архитектура.

Наличие нескольких процессоров в компьютере создает возможность организации одновременно множества потоков данных и команд. Поэтому на одном компьютере одновременно можно выполнить несколько фрагментов одной задачи. В таких компьютерах имеется несколько процессоров и одна оперативная память.
Архитектура параллельными процессорами. Несколько АЛУ работают под управлением одного УУ. Множество данных обрабатываются одной программой, т.е. одним потоком команд. Компьютеры с такой архитектурой обеспечивают максимальную скорость обработки данных, если одновременно вычисления производятся с несколькими однотипными потоками данных.
Многомашинная вычислительная система. В этой архитектуре для нескольких процессоров, входящих в вычислительную систему будет не одна оперативная память, а у каждого процессора отдельно. В много машинной архитектуре каждый компьютер является компьютером классической архитектуры. В таких вычислительных системах решаются задачи специализированной структуры, которая должна разбиваться на столько слабо связанных задач, сколько компьютеров в системе.

Блок-схема и состав ПК — Студопедия

Персональный компьютер (ПК)– универсальная ЭВМ, предназначенная для индивидуального пользования. В основе схемного решения ПК заложен принцип открытой архитектуры, что позволяет собирать ПК из отдельных узлов и деталей, а также при наличии в ПК внутренних расширительных гнезд использовать дополнительные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту (рис. 2.3). Связь между устройствами ПК осуществляется с помощью сопряжений, называемых интерфейсами, которые представляет собой совокупность стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами. В основе построения интерфейсов лежат унификация и стандартизация (использование единых способов кодирования данных, форматов данных, стандартизация разъемов и т.д.). Наличие стандартных интерфейсов позволяет унифицировать передачу информации между устройствами независимо от их особенностей. В персональных компьютерах, как правило, используется структура с одним общим интерфейсом, называемым системной шиной. При такой структуре все устройства ПК обмениваются информацией и управляющими сигналами через системную шину (рис. 2.3). Физически она представляет собой систему функционально объединенных проводов, по которым передаются три потока данных: непосредственно информация, управляющие сигналы и адреса. Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи непосредственно информации, называется

разрядностью шины. Разрядность шины соответствует числу битов информации, которое может передаваться по шине одновременно, а количество проводов для передачи адресов (адресных линий) определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован. Поскольку шина является общей для всех устройств компьютера, в нем предусмотрена система приоритетных прерываний, устанавливающая, какое из устройств системы займет шину в данный момент времени. Поэтому каждому устройству, подключенному к шине, присваивается определенный приоритет.


Достоинства ЭВМ с шинной структурой:

· простота и, как следствие, невысокая стоимость;

· гибкость, так как унификация связи между устройствами позволяет достаточно легко включать в состав ПК дополнительные устройства, т.е. легко модифицировать конфигурацию компьютера.

Недостатком является снижение производительности системы из-за задержек, связанных со временем ожидания устройствами возможности занять шину, пока осуществляется передача информации между устройствами с более высоким приоритетом. Для преодоления этого недостатка в ПК может использоваться архитектура с двумя шинами.

Урок 7 Внутреннее устройство компьютера, компоненты системного блока

В этом уроке мы заглянем внутрь системного блока и познакомимся со всеми основными внутренними компонентами компьютера.

В третьем уроке мы узнали для чего нужны процессор, оперативная память и жесткий диск. В четвертом уроке мы увидели компьютер снаружи и узнали для чего нужны различные кнопки и разъёмы. Сегодня мы откроем крышку системного блока и познакомимся со всеми внутренними компонентами.

 

Внутреннее устройство компьютера

Когда говорят о внутреннем устройстве компьютера, обычно имеют в виду те компоненты, которые находятся внутри его корпуса. У настольного компьютера корпус – это системный блок, у ноутбуков и нетбуков – это нижняя из раскрываемых половинок (напомню, что разновидностям компьютерной техники у нас был посвящен второй IT-урок).

Компоненты системного блока

Для начала возьмем не слишком новый, но и не слишком старый системный блок, в котором установлены все основные компоненты. А потом сравним с более недорогим вариантом  с меньшим количеством дополнительных комплектующих.

Итак, посмотрим на фотографию системного блока автора сайта IT-уроки.

Что мы увидим, если снять крышку системного блока компьютера

Первое, что бросается в глаза – много всяких печатных плат, «коробочек» и проводов. Все платы и устройства в отдельном корпусе – это компоненты, выполняющие различные задачи. С помощью проводов компоненты обмениваются информацией и получают электрическое питание.

Разберемся со всеми компонентами по очереди.

1. Системная плата

Все компоненты компьютера связаны между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на фотографии по размерам), её называют системной платой или материнской платой (в английском варианте motherboard или mainboard).

Системная плата (компонент системного блока)

Одни компоненты устанавливаются сразу в разъемы, находящиеся на системной плате, другие компоненты подключаются к ней с помощью специальных проводов в соответствующие разъемы, а устанавливаются в специальные отсеки корпуса.

Более подробно о системной плате можно будет узнать из последующих IT-уроков, но уже на более высоком уровне знаний.

Напомню, можно подписаться на новости сайта по этой ссылке и получать их на e-mail.

2. Блок питания

Чтобы все компоненты могли выполнять свою задачу, их нужно запитать электрической энергией. Для снабжения этой энергией используется компьютерный блок питания (по-английски power supply unit или PSU), от которого тянутся провода по всему системному блоку.

Блок питания компьютера

Большинство устройств имеют специальный разъем для подключения питания, но некоторые получают электрическую энергию через системную плату (которая в этом случае будет посредником между блоком питания и устройством).

3. Центральный процессор

С процессором мы уже знакомились в третьем IT-уроке, напомню, что задача процессора – обрабатывать информацию.

Процессор (англ. central processing unit и CPU) устанавливается в специальный разъем на системной плате (английское название разъема – «Socket»). Процессорный разъем обычно находится в верхней части системной платы.

После установки процессора в разъем, поверх устанавливают систему охлаждения – кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).

Кулер, под которым находится центральный процессор

На фотографии мы видим кулер, под которым и находится центральный процессор.

4. Оперативная память

С оперативной памятью мы тоже познакомились в третьем уроке.

Оперативная память (ОЗУ, Random Access Memory, RAM), как и процессор, устанавливается в специальные разъемы на системной плате.

Оперативная память (компонент системного блока)

Оперативная память выполнена в виде небольшой печатной платы с установленными на неё микросхемами памяти, всю эту конструкцию называют «модулем памяти». Из-за специфичной формы платы, её называют «планкой».

На фотографии видно, что разъемов четыре, а модуля оперативной памяти два и установлены они в разъемы одного цвета для повышения скорости работы (подробнее о таком режиме в последующих IT-уроках на более «продвинутых» уровнях).

5. Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая карта, графическая плата, video card, video adapter, display card, graphics card и т.д.) предназначена для обработки графических объектов, которые выводятся в виде/форме изображения на экране монитора.

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер)

На фотографии видно, что в данном случае видеокарта выполнена в виде печатной платы (карты расширения), вставленной в специальный разъем на системной плате (слот расширения). Так как эта видеокарта сильно греется, то в нижней части можно видеть большую систему охлаждения (да-да, это тоже кулер).

Мы впервые на IT-уроках столкнулись с понятиями «карта расширения» и «слот расширения», поэтому сразу зададим определение, от которого будем отталкиваться в дальнейшем.

Карта расширения – устройство в виде печатной платы с универсальным разъемом для установки на системную плату (например, видеокарта, сетевая карта, звуковая карта).

Карты расширения устанавливаются дополнительно к основным компонентам для того, чтобы расширить возможности компьютера, они могут иметь различное назначение (обработка графики, звука или соединение с компьютерной сетью и т.д.).

Пример карты расширения (более простой видеоадаптер)

Слот расширения  — специальный универсальный разъем на системной плате, предназначенный для установки дополнительных устройств компьютера выполненных виде карт расширения.

С новыми определениями разобрались, движемся дальше.

6. Сетевая карта

Сетевая карта (сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, network adapter, LAN adapter) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.

Сетевая карта (компонент системного блока)

В данном случае сетевая карта также выполнена в виде карты расширения (печатной платы), которая устанавливается в разъем на системной плате.

7. Звуковая карта

Звуковая карта (аудиокарта, звуковой адаптер, sound card) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.

Звуковая карта (компонент системного блока)

Как и два предыдущих устройства, звуковая карта – это печатная плата, вставленная в разъем на системной плате. Правда, данный звуковой адаптер не обычный, он состоит из двух печатных плат, но это исключение из правил.

8. Жесткий диск

На жестком диске хранятся все программы и данные компьютера (подробнее об этом в третьем IT-уроке).

Жесткий диск в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на системную плату, а крепится в специальном отсеке корпуса системного блока (посмотрите на фотографию).

Жесткий диск (он же винчестер)

В такие отсеки можно установить несколько жестких дисков и увеличить объем внутренней памяти компьютера.

Жесткий диск иногда называют аббревиатурой НМЖД (Накопитель на жёстких магнитных дисках), часто говорят «винчестер«, а на английском языке hard disk drive или HDD.

9. Оптический привод

Оптический привод (DVD-привод, optical disc drive или ODD) нужен для чтения и записи DVD и CD дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливается в специальный отсек системного блока.

Оптический привод (компонент системного блока)

Этот отсек находится в передней верхней части корпуса, он более широкий, чем для жесткого диска, так как размеры DVD-привода заметно больше.

Компоненты системного блока (вариант 2)

Итак, мы рассмотрели все основные компоненты системного блока. А теперь посмотрим, как может отличаться внутреннее устройство компьютера на примере менее дорогого варианта ПК.

Внутреннее устройство недорогого компьютера

На фотографии видны те же компоненты, но не видно карт расширения (видеокарты, сетевой и звуковой карты). Как же этот компьютер будет работать без этих комплектующих? На самом деле эти компоненты есть, но их не видно на первый взгляд.

Встроенные компоненты

Дело в том, что некоторые компоненты могут быть выполнены не в виде карт расширения, а могут быть встроенными (интегрированными) в системную плату или центральный процессор.

В данном случае, на системной плате установлены дополнительные микросхемы, которые выполняют функции сетевого и звукового адаптера. Видеоадаптер встроен (интегрирован) в главную микросхему системной платы.

Видеоадаптер, сетевой и звуковой адаптер, встроенные в системную плату

На фотографии цифрой 1 отмечен видео адаптер, цифрой 2 – сетевой адаптер, а цифрой 3 – звуковой адаптер.

При этом на системной плате остались слоты расширения (цифра 4) для установки более функциональных компонентов (если встроенные вас, по каким либо причинам, не устраивают).

Компоненты ноутбуков

В принципе, можно было бы сделать отдельный урок по внутреннему устройству ноутбуков и нетбуков. Но, по сути, там находятся те же компоненты, что и в настольном компьютере, только эти компоненты меньшего размера и крепятся по-другому.

Производительность компьютера

Каждая из перечисленных в этом IT-уроке комплектующих выполняет свою задачу, но, наверное, интересно знать, какие компоненты больше всего влияют на скорость работы вашего компьютера?

Так как большую часть вычислений выполняет центральный процессор, то он больше всего и влияет на производительность компьютера.

Оперативная память нужна процессору для того, чтобы подавать данные и программы для выполнения расчетов. Поэтому объем памяти тоже заметно влияет на производительность всего компьютера.

Если компьютер нужен для игр или работы с трехмерной графикой, то большое значение имеет скорость работы видеоадаптера.

Но если компьютер используется для работы в Интернете, а также с текстовыми документами, фотографиями, просмотра фильмов и прослушивания музыки, то можно обойтись и самым медленным (но современным) видеоадаптером, в том числе и встроенным в системную плату или процессор.

Видео-дополнение

В качестве закрепления новой информации очень любопытное видео, в котором простым языком описано назначение компонентов компьютера. К сожалению комментарии на английском, но есть перевод субтитрами (пользуйтесь паузой, чтобы успеть прочитать).
 


 

Заключение

Итак, в седьмом IT-уроке мы познакомились с внутренним устройством компьютера и кратко рассмотрели все компоненты системного блока. Для уровня «Новичок» этих знаний вполне достаточно, чтобы осознанно работать в большинстве программ, которые вам могут понадобиться.

В следующем уроке мы узнаем, какие устройства еще можно подключить к компьютеру (внешние устройства), называется он Основные периферийные устройства ПК.

Подписывайтесь на новости сайта, чтобы не пропустить свежие полезные материалы сайта IT-uroki.ru

Если остались вопросы, задавайте их в комментариях, постараюсь на все ответить.

Читать дальше: Урок 8. Основные периферийные устройства ПК

Автор: Сергей Бондаренко http://it-uroki.ru/

Копировать запрещено, но можно делиться ссылками:


Поделитесь с друзьями:



Понравились IT-уроки?

Все средства идут на покрытие текущих расходов (оплата за сервер, домен, техническое обслуживание)
и подготовку новых обучающих материалов (покупка необходимого ПО и оборудования).


Много интересного в соц.сетях:

ВНУТРЕННЕЕ УСТРОЙСТВО КОМПЬЮТЕРА

   Все мы живем в удивительное время, когда вычислительная техника прочно заняла свою нишу практически во всех сферах человеческой деятельности, а данные официальных источников позволяют утверждать о повышении уровня образования среднестатистического горожанина. В то же время, часто можно наблюдать ситуацию, при которой многие пользователи на вопрос об их компьютере, не мудрствуя лукаво, читают название на мониторе. Также, по странной причине, многие убеждены, что процессор – это та шумящая металлическая коробка, что находится под компьютерным столом. Помочь разобраться в терминах и увидеть компьютер изнутри поможет эта статья. 

   Прежде всего, необходимо понять, что компьютер (даже ноутбук) – это не цельная вещь, как, например, телевизор или холодильник. Он состоит внутри из специализированных блоков, каждый из которых отвечает за определенную функцию. Металлический корпус, в котором находятся эти блоки (комплектующие), называется системным блоком. Рассмотрим более подробно, что же находится в системном блоке большинства персональных компьютеров: 

   1 — импульсный блок электропитания. Подающееся на него напряжение 220 Вольт он преобразует в ряд других, более низких напряжений; 

   2 — несколько шлейфов, с помощью которых жесткий диск и привод для чтения (записи) компакт дисков подключаются к материнской плате; 

   3 — видеокарта. Специализированная плата, преобразующая соответствующие сигналы компьютера и формирующая видимое изображение на мониторе.

   Многие визуальные эффекты в играх также создаются ей, поэтому от быстродействия видеокарты в высокой степени зависит скорость работы компьютерных игр. В настоящее время может являться как отдельным устройством, так и частью материнской платы или центрального процессора; 

   4 — жесткий диск, также известный как винчестер или HDD (Hard Drive Disc). Внутри находятся несколько магнитных дисков, на которых записывается и сохраняется информация пользователя (программы, фильмы, музыка и прочее). Характеризуется объемом свободного пространства на магнитных дисках, измеряемого в гигабайтах. Как правило, чем больше объем, тем лучше; 

   5 — привод компакт дисков. Существует в трех модификациях: морально устаревшие устройства CD-RW, популярные DVD-RW и новейшие Blu-ray. Обычно сохраняется совместимость «сверху вниз», то есть устройство Blu-ray может работать с дисками DVD; 

   6 — модуль оперативной памяти. Доступный объем используется всеми компьютерными программами для работы. Без модуля памяти компьютер работать не сможет. Внешне одинаковые модули могут отличаться своим объемом. Учитывая тенденцию развития программных продуктов, можно утверждать, что чем больше установленных модулей памяти, тем лучше. При выключении питания все данные, находящиеся в оперативной памяти, безвозвратно теряются; 

   7 — материнская плата. Содержит разъемы для подключения всех остальных комплектующих. Фактически, объединяет все элементы в единое целое; 

   8 — центральный процессор. Представляет собой микросхему с высокой степенью интеграции электронных элементов.

   Является «мозгом» компьютера, потому что именно на нее возложена функция выполнения всех математических расчетов; 

   9 — металлический (алюминиевый или медный) радиатор с вентилятором для принудительного обдува. Необходим для рассеивания избыточного тепла от работающего процессора. 

   Благодаря постоянному развитию технологий многие комплектующие подверглись тем или иным усовершенствованиям. Например, в некоторых винчестерах, магнитные диски были заменены микросхемами быстродействующей флэш-памяти, а контактные ножки центрального процессора были перенесены на материнскую плату. От механических приводов дисков стали отказываться вообще. Но несмотря на это, функции возложенные на комплектующие, остались прежними.

Originally posted 2019-02-24 12:33:33. Republished by Blog Post Promoter

6 сервисов для работы с блок-схемами

Зачастую, чтобы лучше понять задачу и быстрее ее реализовать, используют различные схемы, таблицы и диаграммы. В нашей подборке 6 сервисов для работы с ними.

Чтобы упростить процесс объяснения и разработки очень удобно использовать блок-схемы. Блок-схема – один из типов схем, который позволяет описать алгоритмы или процессы. Они часто используются для работы со сложными задачами, состоящими из множества пунктов. Мы сделали подборку из 6 инструментов, которые помогут вам создать такие схемы. Для работы с большинством из них оплата не потребуется.

Этот сервис позволит создавать не только блок-схемы, но и UML, диаграммы сущность-связь, сетевые диаграммы, электрические схемы, каркасные схемы и модели. Интуитивный интерфейс и большая библиотека элементов позволят работать легко и комфортно. Важно также и то, что над одним проектом могут работать сразу несколько человек. Результат можно сохранить в форматах PNG/JPG/XML/SVG/PDF. Имеется интеграция с Google Drive.

Gliffy предоставляет схожий набор инструментов и возможностей: большая библиотека элементов, удобный интерфейс, возможность коллективной работы, интеграция с Google Drive, работа с документами Visio, готовые цветовые темы для проектов.

Программа имеет простой и понятный UI, работает в браузере, есть возможность работы в команде. Также, добавив ссылки, можно объединять несколько проектов в один.

Онлайн-сервис, который облегчит создание скетчей и диаграмм. Совместим с G Suite и документами Microsoft Visio. После окончания работы можно экспортировать файл в различных форматах, либо отправить на публикацию.

Программа позволяет создавать мокапы, диаграммы, различные схемы. Имеется обширная библиотека элементов, с помощью которых можно создать любой проект. Приложение требует установки на компьютер, к тому же платное, однако можно воспользоваться пробным периодом web-версии.

Всем известный сервис от Google. Программа также работает онлайн и не требует ничего кроме компьютера и доступа в Интернет. Все проекты сохраняются на сервере компании и при необходимости могут быть экспортированы в файл.

Также рекомендуем:

Более 100 полезных сервисов для разработки на все случаи жизни
67 инструментов для веб-разработчика на все случаи жизни

инструкция и советы от iChip.ru

Если вы до сих пор гадаете, что же лучше, собрать компьютер самому или купить готовый, то, на наш взгляд, ответ очевиден. ПК, собранный своими руками не только сэкономит вам кучу денег, но и принесет намного больше эстетического удовольствия. Да, это займет больше времени, чем просто прийти в магазин и купить готовое решение, зато вы сможете подобрать комплектующие исключительно под ваши нужды. В отдельной статье мы уже сравнивали готовые решения и компьютеры, собранные самостоятельно. Сегодня же мы расскажем, как собрать игровой компьютер самостоятельно.

Что нужно, чтобы собрать компьютер самому?

В каждом системном блоке может быть разное количество комплектующих. Но, как ни крути, есть основные компоненты, которые присутствуют в каждой сборке. Это материнская плата, блок питания, процессор с кулером, видеокарта, оперативная память, корпус и накопитель. Из этого списка в некоторых случаях можно убрать, разве что, видеокарту, которая может быть встроенной в процессор. Такое решение вполне логично для офисного компьютера, но для игрового наличие графического акселератора обязательно. 

Для того чтобы всё железо заработало, необходимо подбирать его таким образом чтобы оно было полностью совместимо друг с другом. При соблюдении этого правила ваш ПК гарантированно заведется после сборки, ведь многие параметры компьютерного железа строго регламентированы. Поэтому у вас не получится, например, воткнуть ОЗУ типа DDR4 в разъемы типа DDR3 на материнской плате. Ниже мы расскажем подробнее про каждую комплектующую, а пока давайте разберемся с порядком подбора компонентов.

В целом, сборка с нуля подразумевает следующий порядок выбора комплектующих.

  • Процессор
  • Система охлаждения, если не планируется боксовый вариант ЦПУ, который поставляется вместе с кулером в комплекте.
  • Материнская плата
  • Оперативная память под материнскую плату.
  • Видеокарта (если не устраивает встроенное решение).
  • Блок питания, который по мощности потянет основные комплектующие.
  • Корпус, в который всё вместится.
  • Накопители.

Нельзя сказать, что это единственно верный план, которого стоит придерживаться. В большинстве случаев, какие-то компоненты переносятся из старой сборки в новую, поэтому порядок действий может варьироваться от случая к случаю.

После того, как вы подобрали все комплектующие, можно приступать, собственно, к сборке. 

Устанавливаем блок питания

Хотя блок питания в большинстве случаев выбирается в последнюю очередь (потому что нужно знать, сколько будут суммарно потреблять все комплектующие, и от этого отталкиваться), мы рекомендуем начинать сборку компьютера именно с его установки внутрь корпуса. Почему БП следует ставить первым? Потому что из всех комплектующих он самый большой по размерам. Если устанавливать его на финальном этапе, можно случайно повредить остальные компоненты. Тем более что блок питания довольно тяжелый, и его легко выронить из рук.

Вторая причина — кабель-менеджмент. Если вы не хотите, чтобы ваши провода торчали во все стороны, нужно аккуратно протянуть их под задней крышкой корпуса. Это не только обезопасит остальное железо от нежелательного контакта с кабелями, но и придаст вашему компьютеру более ухоженный вид, пусть и изнутри.

Для того чтобы установить БП внутрь корпуса, вам понадобится 4 винтика, которые всегда идут в комплекте. Их нужно закрутить в соответствующие отверстия на тыльной стороне комплектующей, где находится разъем для кабеля, который питает блок от сети. В зависимости от вашего корпуса, БП может устанавливаться, как сверху, так и снизу.

При выборе блока питания следует ориентироваться на несколько основных (если мы говорим только о совместимости компонентов) параметров. Во-первых, это форм-фактор. Он должен соответствовать форм-фактору вашего корпуса, иначе блок просто не влезет внутрь корпуса. Во-вторых, это номинальная мощность. Она должна превышать пиковое потребление всего вашего железа на 20-30%. В-третьих, это количество и тип разъемов. Блок питания питает практически все комплектующие: процессор, материнскую плату, видеокарту, накопители. Все кабели должны иметь соответствующий тип. Если видеокарте нужен 6-pin коннектор, то и на блоке такой должен быть. И так со всем остальным железом.

Вот, например, одна из самых популярных моделей на рынке, которая подойдет практически в любую сборку:

Устанавливаем материнскую плату

После установки блока питания желательно максимально оснастить материнскую плату и установить ее внутрь корпуса. Под максимальным оснащением мы подразумеваем: установку процессора в сокет, установку кулера на процессор, установку всех планок оперативной памяти. И только видеокарту следует отложить в конец списка. Почему именно так? Сейчас объясним специально для тех, кто в первый раз решает задачу собрать ПК самому с нуля:.

Намного проще установить всё железо на материнскую плату снаружи корпуса, когда ваши руки не скованы пространством. И очень сложно сделать всё это внутри корпуса, когда пространство ограничено. А видеокарту мы не советуем устанавливать сразу вместе со всеми остальными комплектующими по причине того, что современные GPU очень громоздкие и способны закрывать сразу несколько слотов. Отсюда возникает проблема подключения корпусных проводов, которые отвечают за USB-разъемы, аудио, перезагрузку и включение компьютера. А они всегда, как и видеокарта, находятся в нижней части материнской платы.

Сама установка материнской платы очень проста. Достаточно просто закрутить шурупы в соответствующие разъемы. Намного сложнее выбрать материнку. Во-первых, она должна иметь сокет, который поддерживает процессор. Также слоты под оперативную память должны иметь такой же тип, как сама ОЗУ. Не забудьте проверить количество слотов и максимально поддерживаемый объем памяти. Ко всему прочему форм-фактор материнской платы, как и в случае с блоком питания, должен быть совместим с корпусом. 

Пример материнской платы, которая хорошо зарекомендовала себя на рынке для процессоров AMD на сокете B450:

Устанавливаем ЦПУ и систему охлаждения

Один из самых простых шагов во всей сборке. У каждого процессора в левом нижнем углу есть маркировка в виде треугольника. Такой же значок имеется и на сокете на материнской плате. Они должны совпасть таким образом, чтобы оба находились в одном углу. Перед установкой не забудьте отогнуть соответствующую защелку на месте установки ЦПУ. После того, как «камень» установлен в сокет, защелку необходимо вернуть в изначальное положение. Таким образом, вы зафиксируете комплектующую. Будьте предельно аккуратны, чтобы не погнуть ножки процессора.

После этого на крышку процессора наносится термопаста и устанавливается кулер. Если ЦПУ приобретался боксового формата, то на основании радиатора кулера уже будет нанесен термоинтерфейс. Наносить еще один на крышку процессора не нужно! Как правило, охлаждение, как и блок питания, фиксируется 4 винтиками, которые находятся на материнской плате чуть дальше от каждого угла процессора. 

При выборе процессора следует учитывать сокет. Он должен быть совместим с материнской платой и кулером. Система охлаждения, помимо соответствующего сокета, должна справляться с теплом, которое выделяет процессор. Также смотрите и на габариты вертушки: в спецификациях к каждому корпусу указываются рекомендуемые параметры высоты системы охлаждения.

Одна из самых лучших моделей по соотношению цена/производительность:

Устанавливаем оперативную память

ОЗУ достаточно просто воткнуть в соответствующие слоты. По краям посадочных мест находятся защелки: их необходимо отогнуть и вставить планки. О правильной установке можно судить по характерному щелчку, который означает, что фиксаторы вернулись в исходное положение. В этом деле не потребуется даже отвертка.

При выборе модулей следует обращать внимание на их тип: этот тип должна поддерживать материнская плата. Планки DDR4 ни при каких условиях не встанут в слоты, предназначенные для DDR3. Также учитывайте и тот факт, что планки могут не встать в посадочные места из-за того, что им будет мешать массивный радиатор системы охлаждения процессора. Этот параметр редко указывается в спецификациях. Поэтому перед тем, как собрать компьютер самому из комплектующих, обязательно уточните у продавца совместимость железа.

Самые популярные планки с отличным разгонным потенциалом:

Собираем компьютер вручную: видеокарта

Как собрать игровой компьютер самостоятельно? Конечно, с использованием дискретной видеокарты. Установка графического адаптера схожа с установкой оперативной памяти. Его необходимо поставить в соответствующий слот, который находится в нижней части материнской платы. На коннекторе также имеется защелка, которую нужно отогнуть перед установкой комплектующей, и которая также защелкнется, если установить GPU до конца. Но делать это следует в последнюю очередь. Как мы и писали выше, карточка может перекрыть остальные разъемы, например, которые отвечают за подключение жестких дисков. Поэтому видеокарту следует устанавливать в самую последнюю очередь. Сначала подключите все провода!

При выборе графического акселератора следует ориентироваться исключительно на его производительность, потому что все современные видеокарты совместимы со всеми современными материнскими платами, предназначенными для домашнего пользования. Не забудьте обратить внимание на габариты устройства. В спецификациях к корпусу разработчики указывают максимальную длину видеокарты.

Хорошее решение с запасом на ближайшие пару лет:

Накопители и корпус

В любом корпусе есть посадочные места для накопителей. В каких-то HDD фиксируются с помощью винтиков, которые необходимо вкрутить прямо в корпус. А в каких-то есть соответствующие корзины, куда просто плотно устанавливается винчестер. При выборе жесткого диска следует ориентироваться на разъемы, которые сможет запитать ваш БП. Также обратите внимание на количество посадочных мест в корпусе: в каждой модели разное количество. По идее можно вообще никак не фиксировать ваш винчестер или SSD, но в таком случае он будет болтаться и сможет повредить другие комплектующие. А если сложить несколько жестких дисков друг на друга, то это чревато перегревом. Правильно всё же установить диски в соответствующие места.

На последнем этапе не забудьте закрыть боковую крышку. В открытом корпусе нарушаются воздушные потоки, и охлаждение компонентов ухудшается. В закрытом корпусе, как и полагается, холодный воздух, который поступает снизу, полностью продувает всё железо и в горячем состоянии выходит сверху корпуса. На этом процесс сборки завершен, и ваш компьютер готов к работе.

Пара моделей, которые стоят вашего внимания:

Краткий список всех действий:

  1. Установить блок питания и протянуть заранее все провода.
  2. Укомплектовать материнскую плату. То есть: поставить процессор в сокет, нанести на него термопасту (если это требуется), установить систему охлаждения, вставить все планки оперативной памяти.
  3. Установить накопители.
  4. Подключить все провода, идущие от блока питания и от корпуса.
  5. Поставить видеокарту.
  6. Закрыть корпус и наслаждаться результатом.

Надеемся, теперь вы точно знаете, как собрать ПК из комплектующих самому. Главное — правильно подобрать комплектующие. 

Читайте также:

Теги игровые компьютеры

Компьютерных блоков

Что такое компьютерные блоки?

Компьютерные блоки - это инструмент, используемый для моделирования цифровых схем и логических вентилей. Он основан на сетке и вращается вокруг кабелей, инверторов и блоков источников, которые при совместном использовании теоретически могут создавать любую цифровую программу или компьютер.

Это невероятно универсальный и обширный инструмент, однако на первый взгляд он может показаться сложным. У нас есть много планов помочь с этой проблемой, включая внутриигровые обучающие программы и задачи, подробную вики и, возможно, видеоруководства на YouTube.Подробнее о наших дальнейших планах читайте в разделе «Что дальше?» раздел ниже и ознакомьтесь с нашей страницей Trello.

Инструмент «Компьютерные блоки» включает в себя различные блоки, самые основные из которых - это кабель, источник и инвертор. С помощью этих трех простых объектов вы теоретически можете воспроизвести практически любую цифровую программу. Это можно сделать, используя различные логические элементы (И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) для управления входами и создания выходов на основе схемы ur.



Что дальше?

Наша конечная цель - добавить возможность нескольким людям работать над одним и тем же проектом одновременно с оперативными обновлениями действий других людей.


Возможность делиться своими проектами, а также загружать другие из внутриигрового браузера или с нашего веб-сайта и легко интегрировать их в свою игру.Это также будет доступно для сниппетов.


Мы надеемся добавить созданные нами головоломки, а также, в конечном итоге, дадим пользователям возможность легко создавать и публиковать собственные головоломки. Пазлы, которые поставляются предустановленными, будут действовать как пошаговое руководство, так и как дополнительные задачи для опытных пользователей.Это будет работать, но будет дано описание того, что вам нужно построить, а также блоки ввода и вывода, которые будут давать и принимать определенные множественные рандомизированные сигналы, которые должны быть правильными для завершения уровня. Вам также могут быть предоставлены ограничения по размеру / слою или ограничения по блоку, все это будет зависеть от создателя уровня.


Добавьте режим, который просто показывает входы и выходы.Это позволяет вам иметь больше интерфейса с вашей схемой. Например, вы можете получить результат калькулятора и, возможно, преобразовать результат в десятичный формат.


Реализуйте опцию удаления и поворота, а также многоуровневое дерево файлов сниппетов.


У нас еще много работы по оптимизации и исправлению некоторых более мелких ошибок.На данный момент создание цикла либо ломает игру, либо вызывает массу ошибок. Наше текущее решение просто не позволяет вам создавать такие петли, однако это невероятно разумно. Если кто-то считает, что у него есть решение этой проблемы, не стесняйтесь проверить исходный код и отправить нам электронное письмо.

Для получения дополнительной информации и последних новостей о том, над чем мы сейчас работаем, посетите нашу страницу Trello по адресу https: // trello.com / b / kMgKFAj1 / компьютер-блоки.

LogicBlocks & Digital Logic Introduction

Добавлено в избранное Любимый 6

Введение

Познакомьтесь с движущей силой мира цифровой электроники - цифровой логикой! Комплект LogicBlocks - это ваш билет к открытию цифровой логики, визуализации ее работы и изучению того, что она может создавать.

Это руководство является продолжением буклета с информацией о наборе LogicBlocks Kit, который входит в комплект, но мы будем возвращать некоторую информацию из этого буклета здесь.Если вы уже познакомились с комплектом LogicBlocks, я бы посоветовал вам пропустить части 1-3 и сразу перейти к экспериментам в части 4.

описано в этом учебном пособии

Этот учебный курс призван познакомить вас как с цифровой логикой, так и с LogicBlocks. Он разделен на следующие разделы:

  1. Что такое цифровая логика?
  2. Основы LogicBlocks
  3. Глубокие блоки

Второй учебник, Руководство по экспериментам с логическими блоками, следует за этим учебным курсом и содержит все эксперименты, которые мы придумали с помощью LogicBlocks.

Рекомендуемая литература

Прежде чем углубляться в LogicBlocks, мы рекомендуем сначала прочитать эти руководства:

  • Аналоговые и цифровые - В этом руководстве рассматривается разница между аналоговыми и цифровыми сигналами. Это важно, поскольку мы будем много говорить о цифровой логике и .
  • Digital Logic - Если вы хотите углубиться в теорию цифровой логики, ознакомьтесь с этим руководством.
  • Двоичный - Двоичный язык - это язык компьютеров.Цифровая логика - это инструмент, который мы можем использовать для сложения и хранения двоичных чисел.

Что такое цифровая логика?

!!!

Что такое цифровой?

Электронные сигналы можно разделить на две категории: аналоговые и цифровые. Аналоговые сигналы могут принимать любую форму и представлять бесконечное количество возможных значений. Цифровые сигналы имеют очень определенный дискретный набор возможных значений - обычно только , два, .

Многие электронные системы будут использовать комбинацию аналоговых и цифровых схем, но в основе большинства компьютеров и другой повседневной электроники лежат дискретные цифровые схемы.

Что такое цифровая логика?

Мы, люди (в основном) логические существа. Когда мы принимаем решения и действуем в соответствии с ними, логика работает в фоновом режиме. Логика - это процесс оценки одного или нескольких входов, их сопоставления с любым количеством результатов и определения пути, которым следует следовать. Подобно тому, как мы применяем логику для принятия всех наших решений, компьютеры используют цифровые логические схемы для принятия своих решений. Они используют набор стандартных логических вентилей , чтобы способствовать принятию решения.

Для более глубокого изучения цифровой логики ознакомьтесь с нашим учебным пособием по цифровой логике!

Где мы видим цифровую логику?

Есть логика в всех цепях .Подключение к источнику питания является примером AND. Только если оба источника питания и заземления соединены, цепь позволит электричеству проходить через нее.

Где еще? Повсюду! Светофор в городе использует логику, когда пешеходы нажимают кнопку пешехода. Кнопка запускает процесс, в котором используется логический вентиль И. Если кто-то нажал кнопку ходьбы, И если пешеход будет идти пешком, загорится красный свет для движения, то сработает сигнал ходьбы. Если оба условия этого оператора AND не верны, сигнал прогулки никогда не загорится.

Входы и выходы

Цифровая логическая схема использует цифровые входы для принятия логических решений и создания цифровых выходов. Каждая логическая схема требует по крайней мере одного входа, прежде чем она сможет производить какой-либо выход.

Цифровые логические входы и выходы обычно являются двоичными. Другими словами, они могут быть только одним из двух возможных значений.

Существует несколько способов представления двоичных значений : 1/0 - наименее подробный и наиболее распространенный способ. Однако вы также можете увидеть их в логическом представлении, таком как ИСТИНА / ЛОЖЬ или ВЫСОКИЙ / НИЗКИЙ.Когда значения представлены на аппаратном уровне, им могут быть заданы фактические уровни напряжения: 0 В [Вольт] - это 0, в то время как более высокое напряжение - обычно 3 В или 5 В - используется для представления 1.

1 0
ВЫСОКИЙ НИЗКИЙ
Истина Ложь
5 В (Вольт) 0V

Логические ворота

Для принятия логических решений компьютер будет использовать любую комбинацию из трех основных логических функций : И, ИЛИ и НЕ.

  • AND - Функция AND выдает ИСТИНА на выходе, если и только , если все ее входов также ИСТИНА.
  • ИЛИ - ИСТИНА , если любой из (один или несколько) входов также ИСТИНА.
  • НЕ - оператор НЕ имеет только один вход. Оператор НЕ отменяет его ввод, что означает, что вывод будет противоположен вводу.

Каждая из этих функций может быть реализована с помощью логических вентилей. Логические вентили - это то, что мы используем для создания цифровых логических схем.Они являются строительными блоками компьютеров и другой электроники. Они принимают один или несколько входов , выполняют над ними определенную функцию (И, ИЛИ, НЕ и т. Д.), А затем выдают выходной сигнал на основе этой функции.

Все логические элементы

имеют определенные символы схемы, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. И, как и стандартные символы электронных компонентов, логические вентили можно представить в виде схемы, соединив вместе их входные и выходные линии.

Таблицы истинности

«Логика» логического элемента или функции может быть представлена ​​множеством способов, включая таблицы истинности, диаграммы Венна и логическую алгебру. Среди них таблицы истинности являются наиболее распространенными. Таблицы истинности - это полный список всех возможных комбинаций входных данных и результатов, которые они производят.

Все входы расположены в левой части таблицы, а выход - в правой. Каждая строка таблицы представляет собой одну возможную комбинацию входных данных.

Вход A Вход B Выход Y
0 0 0
0 1 0
1 1 1

Выше приведена таблица истинности логического элемента И. Логический элемент И имеет два входа и один выход, поэтому таблица истинности имеет два столбца для ввода и один столбец для вывода.Два входных значения означают, что существует четыре возможных входных комбинации: 0/0, 0/1, 1/0 и 1/1. Итак, таблица истинности логического элемента И будет иметь четыре строки, по одной для каждой комбинации входных данных. Единственный случай, когда выход И равен 1, - это когда оба входа также 1.

Основы LogicBlocks

Имеется шесть отдельных логических блоков, которые можно разделить на три категории: логические вентили, входные блоки и служебные блоки.

Блоки логических вентилей

Существует три различных логических элемента LogicBlocks: AND, OR и NOT - основные логические элементы.Они имеют форму (насколько это возможно), как их эквиваленты на принципиальных схемах, а также помечены своим именем ворот.

Каждый вентиль имеет один выход , штыревой заголовок (заостренный). Женские заголовки представляют входов ; вентили И и ИЛИ имеют два входа, а вентиль НЕ - только один.

Каждый логический вентиль LogicBlocks имеет светодиод, который отображает состояние их выхода. Горящий светодиод представляет логический вентиль, вырабатывающий 1, в то время как не светящийся светодиод означает, что вентиль выдает 0.

Блоки ввода

Входные блоки - это то, что вы будете использовать для снабжения логических блоков цифровыми входами. У них есть переключатель для установки выхода блока Input на 0 или 1. Светодиод на блоке Input показывает, какое значение блок отправляет.

Входные блоки имеют одиночный штыревой выходной заголовок. Он должен быть подключен к входным гнездам логических блоков затвора.

Вспомогательные блоки (и кабели)

Ключевым элементом служебных плат является блок Power .Каждому логическому элементу для работы требуется питание, и эта плата должна его обеспечивать. Блок питания имеет один входной разъем «мама» и должен быть подключен к выходу последнего логического элемента. Вам понадобится только ОДИН блок питания для питания всей цифровой логической схемы.

Есть также разделитель LogicBlock, который просто делит один вход на два выхода. Он не выполняет никаких операций с сигналом, а просто пропускает его. Это пригодится при создании более сложных цифровых логических схем, требующих, чтобы один вход работал с двумя или более логическими вентилями.

К этой категории также относится кабель обратной связи. Этот кабель обычно используется вместе с блоком разветвителя для более сложных схем LogicBlock.

Правила

На самом деле, когда дело доходит до игры с LogicBlocks, существует только одно правило: при подключении выхода одного блока ко входу другого убедитесь, что все три контакта совпадают. Каждый из входов и выходов состоит из трех контактов: питания («+»), заземления («-») и сигнала («->»).

Вам также необходимо убедиться, что всегда есть один (и только один) блок питания , подключенный к вашей цепи LogicBlock.

Ко всем входам логического блока (или кабеля) должен быть подключен выход другого блока (или кабеля). Если вход оставлен плавающим (не подключен), вентиль не будет знать, является ли вход 1 или 0, и, в результате, выход будет ненадежным.

Время ответа

Логические вентили формируют свои выходные решения быстрее, чем любой человек может когда-либо обнаружить (мы говорим о наносекундах).Чтобы сделать процесс более заметным, мы замедлили работу LogicBlocks, чтобы вы могли видеть процесс, через который они проходят. Если у вас длинный ряд логических блоков, эта задержка позволит вам более наглядно увидеть, как результат одного блока влияет на ввод другого.

Задержка порядка полсекунды. Достаточно времени, чтобы увидеть, что происходит.

Глубокие блоки

На этой странице мы подробно рассмотрим каждый компонент в комплекте LogicBlocks.Мы поговорим о назначении каждого блока, исследуем их таблицы истинности и посмотрим, к каким другим блокам они могут подключаться.

Вот несколько быстрых ссылок на блоки, которые мы рассмотрим на этой странице:

Входной логический блок

Блоки ввода заставляют мир LogicBlocks вращаться. Эти небольшие прямоугольные блоки имеют один штыревой соединитель, который подключается к входным гнездовым контактам блоков затворов, силовых блоков и сплиттеров.

Каждый входной блок имеет двухпозиционный переключатель, который вы будете использовать для установки блока на 1 или 0 (ИСТИНА или ЛОЖЬ, ВКЛ или ВЫКЛ).

Зеленый светодиод на входном блоке представляет значение, которое он выводит. Горящий светодиод указывает на то, что блок установлен на 1. Если светодиод не горит, выходное значение равно 0.

И логический блок ворот

Логический блок AND представляет собой логический элемент И с двумя входами и одним выходом. Блок имеет "D-образную форму", очень похожий на символ логической схемы логического элемента AND. Два входных женских заголовка расположены по обе стороны от блока AND. Выход блока AND расположен вверху посередине.

К этим входам можно подключить либо входной блок , либо выход другого -го блока ворот . Штекерный выходной разъем может быть подключен либо ко входу другого затвора, либо к Power Block .

Каждый блок логического элемента И имеет один синий светодиод , который представляет выход логического элемента. Если светодиод горит, это означает, что логический элемент И выдает на выходе 1 (ИСТИНА, ВКЛ). Если светодиод не горит, выход логического элемента И равен 0.

Таблица истинности И, символ цепи, логическая запись

Вот таблица истинности для блока AND:

Вход A Вход B Выход
0 0 0
0 1 0
1 1

И символ схемы для логического элемента И, который вы привыкнете видеть:

Символ логического уравнения для AND - это центрированная точка (·).Например, указанный выше вентиль может быть представлен уравнением: A · B = Y .

ИЛИ Логический блок

Логический блок ИЛИ представляет собой логический элемент ИЛИ с двумя входами и одним выходом. Блок имеет форму символа логической схемы логического элемента ИЛИ - выпуклая дуга на выходной стороне и вогнутая дуга на входной стороне. Два женских входа расположены по обе стороны от блока OR. Выход блока OR расположен в середине-вверху блока.

Вы можете подключить либо входной блок , либо выход другого Gate Block к любому из двух входов.Этот штекерный выходной разъем может быть подключен либо к входу другого затвора, либо к блоку питания .

Каждый блок логического элемента ИЛИ имеет один желтый светодиод , который представляет выход логического элемента. Если светодиод горит, это означает, что логический элемент ИЛИ выдает на выходе 1 (ИСТИНА, ВКЛ). Если светодиод не горит, то выход OR Gate равен 0.

Таблица истинности ИЛИ, символ цепи, логическая запись

Вот таблица истинности для логического элемента ИЛИ с 2 входами и 1 выходом:

Вход A Вход B Выход
0 0 0
0 1 1
1 1

И символ схемы, очень похожий на сам блок:

Мы можем представить цифровую логику с помощью булевых уравнений.Символ логического уравнения для ИЛИ - это знак плюса (+). Вот логическое уравнение для схемы ИЛИ выше: A + B = Y .

Не логический блок ворот

Логический блок НЕ - это вентиль НЕ с одним входом и одним выходом. Блок имеет форму трапеции (это максимально приближено к треугольному символу схемы НЕ-затвора). Входной разъем «мама» расположен на стороне большего края. Выход блока НЕ ​​расположен на меньшем крае.

К этому входу можно подключить либо входной блок , либо выход другого -го блока ворот .Этот штекерный разъем может быть подключен либо к входу другого затвора, либо к Power Block .

Каждый блок НЕ имеет один красный светодиод , который представляет выход логического элемента. Если светодиод горит, это означает, что вентиль НЕ выдает на выходе 1 (ИСТИНА, ВКЛ). ЕСЛИ светодиод не горит, то выход логического элемента НЕ равен 0.

Таблица истинности НЕ, символ цепи, логическая запись

Элемент НЕ часто называют инвертором , потому что он инвертирует любой полученный сигнал.0 превращается в 1, а 1 превращается в 0. Таблица истинности инвертора выглядит примерно так:

При написании логических уравнений операция НЕ обычно обозначается полосой над любыми переменными, которые она инвертирует. Например, логическое уравнение для схемы выше будет просто:.

Блок питания логики

Ни одна электронная схема не может работать без какого-либо источника питания. Войдите в блок питания!

Power Block работает от одной 20-миллиметровой плоской батареи , которая оптимально обеспечивает около 3 В и должна работать довольно долго.LogicBlocks могут работать при напряжении от 2 до 5 В и потребляют очень мало тока.

Силовой блок имеет один гнездовой разъем, который должен быть подключен к выходу Gate Block . В любую цепь должен быть подключен только один силовой блок.

Силовой блок является последним элементом любой схемы LogicBlock. Он должен быть подключен к выходу самого последнего элемента логического блока.

Разветвитель LogicBlock и кабель обратной связи

Блок-разделитель позволяет выходу одного блока подавать на входы двух отдельных блоков.

Для более сложных схем вы захотите распределить входы на несколько вентилей или добавить обратную связь. Здесь пригодятся как блок разветвителя, так и кабель обратной связи. Часто кабель обратной связи подключается к одному из двух выходов блока разветвителя.

Кабель обратной связи состоит из трех отдельных проводов - красного, желтого и черного цветов. Красный всегда должен быть подключен к контакту +, черный - к контакту -, желтый пропускает сигнал.

Эксперименты LogicBlocks

Теперь, когда вы познакомились с основами LogicBlocks и цифровой логики, пора экспериментировать! В Руководстве для экспериментатора LogicBlocks мы построим всевозможные фундаментальные логические схемы с помощью нескольких компонентов, с которыми вы были знакомы.Как этот мультиплексор 2-в-1:

Для всех экспериментов с LogicBlocks, пожалуйста, обращайтесь к Руководству для экспериментатора LogicBlock!

Что такое джемпер?

Обновлено: 19.06.2020, Computer Hope

Перемычки позволяют компьютеру замкнуть электрическую цепь, позволяя электричеству течь по печатной плате и выполнять определенную функцию. Перемычки состоят из небольших штырей, которые можно закрыть небольшой пластиковой коробкой (блок перемычек , ), как показано на рисунке.Ниже на рисунке показано, как могут выглядеть перемычки на вашей материнской плате. В этом примере перемычка представляет собой белый блок, закрывающий две из трех золотых булавок. Рядом с выводами находится описание каждой из настроек вывода на шелкографии. На картинке показаны контакты 1-2 с перемычкой для нормального режима, 2-3 для режима конфигурации, а когда они разомкнуты, компьютер находится в режиме восстановления.

Кончик

Перемычка может также называться перемычкой шунта или шунтом .

Перемычки

вручную настраивают периферийные устройства компьютера, такие как материнская плата, жесткие диски, модемы, звуковые карты и другие компоненты.Например, если ваша материнская плата поддерживает обнаружение вторжений, можно установить перемычку для включения или отключения этой функции.

Раньше, до Plug and Play, перемычки использовались для настройки ресурсов устройства, например для изменения того, какое IRQ использует устройство. Сегодня большинству пользователей не нужно устанавливать перемычки на материнской плате или платах расширения. Обычно вы чаще всего сталкиваетесь с перемычками при установке нового диска, например жесткого диска. Как показано на рисунке, у жестких дисков ATA есть перемычки с тремя наборами по два контакта.Перемещение перемычки между двумя контактами переключает привод с первичного, вторичного или кабельного выбора.

Кончик

В некоторой документации может содержаться ссылка на включение, выключение, закрытие или размыкание перемычек. Когда перемычка включена или закрывает как минимум два контакта, это закрытая перемычка . Когда перемычка отключена и закрывает только один контакт или контакты не имеют перемычки, это перемычка с разомкнутой перемычкой .

Осторожность

При замене перемычек на любом устройстве устройство и компьютер должны быть выключены.Кроме того, при работе с компьютером или любым электронным устройством помните об электростатическом разряде.

Сколько перемычек на материнской плате?

Материнские платы каждого компьютера разные, а это означает, что невозможно узнать, сколько перемычек на материнской плате, если вы не знаете производителя материнской платы и номер модели. Как только эта информация станет известной, на этот вопрос можно будет ответить, обратившись к документации материнской платы.

DIP-переключатель, термины по электронике, термины по оборудованию, переход, главный, подчиненный

Цепь

(IC)


Роберт Нойс (слева) и Джек Килби (любезно предоставлено Intel и Texas Instruments

Как и во многих других изобретениях, идея интегральной схемы возникла у нескольких людей почти одновременно.В 1950-х годах многие изобретатели понимают, что, несмотря на то, что транзисторы стали обычным явлением во всем, от радиоприемников до телефонов и компьютеров, и что транзисторы были меньше электронных ламп, для некоторых новейших электронных устройств они были недостаточно маленькими. Существовал предел того, насколько маленьким можно было сделать каждый транзистор, поскольку после того, как он был сделан, его нужно было подключить к проводам и другой электронике. Транзисторы уже были на пределе, с которым могли справиться устойчивые руки и крошечный пинцет.Итак, ученые хотели создать целую схему - транзисторы, провода и все остальное, что им было нужно - одним ударом. Если бы они могли создать миниатюрную схему всего за один шаг, все части можно было бы сделать намного меньше.

Первым человеком, которому следует приписать концептуализацию интегральной схемы, является британский инженер Джеффри Даммер (см. Фото рядом). Джеффри Уильям Арнольд Даммер (1909–2002) - британский автор и консультант по электронике, который прошел первые курсы обучения радаров и стал пионером проектирования надежности в исследовательском центре Telecommunications Research Establishment в Малверне в 1940-х годах.Его работа с коллегами из TRE привела его к убеждению, что можно будет изготавливать несколько схемных элементов на основе такого вещества, как кремний. В 1952 году он представил свою работу на конференции в Вашингтоне, округ Колумбия, на которой он заявил: «С появлением транзисторов и работой над полупроводниками в целом, теперь кажется возможным представить электронное оборудование в виде сплошного блока без соединительных элементов. провода. Блок может состоять из слоев изолирующих, проводящих, выпрямляющих и усиливающих материалов, причем электронные функции подключаются напрямую, вырезая области различных слоев ».Сейчас это общепринято как первое публичное описание интегральной схемы.
Позже Даммер сказал: «Мне это казалось таким логичным; мы работали над все меньшими и меньшими компонентами, повышая надежность, а также уменьшая размер. Я думал, что единственный способ достичь нашей цели - это сплошной блок. Затем вы избавляетесь от всех проблем с контактами и получаете небольшую схему с высокой надежностью. И поэтому я продолжил. Я потряс индустрию до мозга костей.Я пытался заставить их осознать, насколько важным будет его изобретение для будущего микроэлектроники и национальной экономики ».
В сентябре 1957 года Даммер представил модель, чтобы проиллюстрировать возможности методов твердотельной схемы - триггер в виде твердого блока из полупроводникового материала, соответствующим образом легированного и имеющего форму четырех транзисторов. Четыре резистора были представлены кремниевыми мостами, а другие резисторы и конденсаторы были нанесены в виде пленки непосредственно на кремниевый блок с промежуточными изолирующими пленками.Однако идеи
Даммера остались нереализованными и относительно неизвестными, поскольку британские военные не осознавали каких-либо эксплуатационных требований к ИС, а британские компании не желали вкладывать свои собственные деньги. Позже Даммер сказал: «В одной из своих книг я объяснил это усталостью от войны, но, возможно, это отговорка. Дело в том, что никто не рискнет. Министерство не размещало контракт, потому что у них не было заявки. Люди, работающие с приложениями, не сказали бы, что мы этого хотим, потому что у них не было опыта работы с этим.Это была ситуация с курицей и яйцом. Американцы пошли на финансовые азартные игры, тогда как у нас это происходило очень медленно ».

И американцы снова пошли быстрее и пошли на финансовые азартные игры.
Однажды в конце июля 1958 года инженер Джек Килби (см. Биографию Джека Килби) сидел один в небольшой, но инновационной компании в Далласе, штат Техас - Texas Instruments . В 1954 году компания участвовала в производстве первого карманного транзисторного радиоприемника, который имел огромный успех.Руководители Texas Instruments полагали, что возможности электронных схем почти безграничны. В мае 1954 года инженеры компании усовершенствовали процесс изготовления транзисторов из кремния - усовершенствование, которое сделало их гораздо менее склонными к выходу из строя при нагревании. В своих исследованиях они обнаружили, что некоторые электрические компоненты могут быть построены из кремния, хотя в то время их интересовали только транзисторы.

Килби был принят на работу всего месяцем ранее, поэтому он не мог брать отпуск, в отличие от практически всех остальных.Залы были пустынны, и у него было много времени подумать. Как он вспоминал позже: «Как новый сотрудник, у меня не было времени на отпуск, и я остался один, чтобы обдумать результаты эксперимента с усилителем ПЧ . Анализ затрат дал мне первое представление о структуре затрат на производство полупроводников. " Ему внезапно пришло в голову, что все части схемы, а не только транзистор, могут быть сделаны из кремния. В то время никто не делал конденсаторы или резисторы из полупроводников.Если бы это было возможно, то всю схему можно было бы построить из монокристалла, что сделало бы ее меньше и намного проще в производстве. Решение этой проблемы, предложенное Килби, получило название монолитной идеи . Он перечислил все электрические компоненты, которые можно построить из кремния: транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы.

Как отреагировали его коллеги? Килби вспомнил: Был ряд возражений. Большинство людей думали, что вы никогда не сможете производить их в большом количестве.В то время менее 10 процентов транзисторов в конце линии, вероятно, были исправными. Мысль о том, что вы положите несколько на чип, казалась безумием

Килби тогда задумал сконструировать единое устройство со всеми необходимыми деталями, которые можно было бы сделать из кремния, и припаять его к печатной плате. Он понимал, что если бы он мог устранить провода между частями, он мог бы втиснуть больше частей в меньшее пространство, тем самым решив препятствие, связанное с производством сложных транзисторных схем.Когда он представил эту потрясающую идею своему боссу, она ему понравилась, и он посоветовал ему приступить к работе. К 12 сентября Килби построил рабочую модель (см. Фото внизу), а 6 февраля компания Texas Instruments подала патент. Их первая модель Solid Circuit размером с кончик карандаша (размером 11 на 1,5 миллиметра) была впервые представлена ​​в марте 1960 года.

Оригинальная интегральная схема Джека Килби

Но в Калифорнии у другого человека были похожие идеи.В январе 1959 года Роберт Нойс (см. Его биографию) работал в небольшой начинающей компании - Fairchild Semiconductor , которую он и 7 его коллег основали в 1957 году, оставив Shockley Semiconductor . Он также понял, что вся схема может быть сделана на одном кристалле. В то время как Килби продумывал детали изготовления отдельных компонентов, Нойс придумал гораздо лучший способ соединения частей. Той весной компания Fairchild начала разработку того, что они назвали «унитарными схемами», и они также подали заявку на патент на эту идею.Зная, что TI уже подала патент на нечто подобное, Fairchild написала очень подробную заявку, надеясь, что она не посягает на аналогичное устройство TI.
Все детали окупились. 25 апреля 1961 года патентное бюро предоставило первый патент на интегральную схему Роберту Нойсу (см. Патент США № 2981877 Нойса), в то время как заявка Килби, поданная на 5 месяцев в год раньше, чем заявка Нойса, все еще находилась на рассмотрении, и патент был предоставлен. еще в июне 1964 г. (см. U.S. патент 3138743 патент Килби). Сегодня признается, что оба человека независимо друг от друга придумали эту идею, но настоящее признание пришло слишком поздно, в 2000 году, когда только Килби стал лауреатом Нобелевской премии за изобретение интегральной схемы, а Нойс умер в 1990 году и не стал. удостоены этой престижной награды.

Компании Fairchild Electronics и Texas Instruments вступили в судебную тяжбу, которая не была урегулирована до 1966 года, когда производство микросхем интегральных схем превратилось в многомиллиардную отрасль.Летом 1966 года руководители двух компаний заключили соглашение о долевом владении путем предоставления друг другу лицензий на производство. Любая другая компания, которая хотела производить интегральные схемы, должна была платить и Texas Instruments, и Fairchild. Что касается Килби, научное сообщество неофициально согласилось с тем, что и он, и Нойс изобрели чип и что они оба заслуживают похвалы.

Kilby and Texas Instruments совершили большой прорыв. Но хотя ВВС США проявили некоторый интерес к интегральной схеме TI, промышленность отреагировала скептически.Действительно, IC и ее относительные достоинства «обеспечили большую часть развлечений на крупных технических совещаниях в течение следующих нескольких лет», как позже писал Килби.

Поскольку TI и Fairchild были соавторами ИС, можно было ожидать, что они выпустят первые коммерческие устройства, и на самом деле это было так. В марте 1960 года компания Texas Instruments объявила о выпуске самой ранней линейки интегральных логических схем. Торговая марка TI - Solid Circuits для этой линии. В этом семействе, получившем название серии 51, использовалась модифицированная схема DCTL, а SN510 и SN514 были первыми интегральными схемами на орбите Земли на борту спутника IMP, запущенного США 27 ноября 1963 года (см. Фото рядом).О прототипах микросхем Fairchild было объявлено в ноябре 1960 года, и компания представила свою первую коммерческую интегральную схему, такое же устройство, как у Даммера десять лет назад, триггер (основной элемент памяти в компьютерной логике), на отраслевом съезде в Нью-Йорке. в марте 1961 года.

Вскоре к разработке ИС приступили и другие фирмы, например Motorola и Signetics, которые анонсировали свои первые микросхемы в 1962 году.

Интегральная схема впервые завоевала место на военном рынке благодаря таким программам, как первый компьютер, использующий кремниевые чипы для ВВС в 1961 году и ракету Minuteman в 1962 году.Признавая необходимость «демонстрационного продукта» для ускорения широкого использования ИС, Патрик Хаггерти, бывший председатель TI, призвал Килби разработать калькулятор, такой же мощный, как и большие электромеханические настольные модели того времени, но достаточно маленький, чтобы поместиться в него. в кармане пальто. В 1965 году Килби был назначен руководителем группы по разработке первого в мире карманного калькулятора, который стал возможным благодаря микрочипу. Через год Килби и его коллеги Мерриман и Ван Тассель получили рабочий прототип, а через год они подали заявку на патент.Получившийся в результате первый в мире портативный электронный калькулятор (см. Нижнюю фотографию), соавтором которого является Килби, успешно ввел в коммерческую эксплуатацию интегральную схему в 1967 году. Так называемый Pocketronic был выпущен 14 апреля 1971 года и весил около 100%. немногим более 1 кг, стоил 150 долларов и мог выполнять только четыре основные арифметические функции. Отображение вывода оставалось проблемой. Технология светодиодов LED (светоизлучающих диодов), которая стала стандартом для дисплеев калькуляторов, еще не была достаточно развитой для использования.Поэтому Килби изобрел новый термопринтер с маломощной печатающей головкой, которая прижимала считывающее устройство бумаги к нагретой цифре.

Первый электронный портативный калькулятор, изобретенный в Texas Instruments в 1967 году.
Джек Килби, Джерри Мерриман и Джеймс Ван Тассел (любезно предоставлено Texas Instruments)

Металлический углеродный элемент цепи

позволяет работать на более быстрых и эффективных углеродных транзисторах

Изображение широкополосной металлической графеновой наноленты (ГНЛ), полученное с помощью сканирующего туннельного микроскопа.Каждый кластер выступов соответствует однократно занятой электронной орбитали. Образование пятиугольного кольца около каждого кластера приводит к увеличению проводимости металлических ЗНЛ более чем в 10 раз. Магистраль GNR имеет ширину 1,6 нанометра. Предоставлено: Калифорнийский университет в Беркли, изображение Даниэля Риццо

.

Металлические провода из углеродного волокна в комплекте для инструментов для компьютеров на основе углерода.

Транзисторы, основанные на углероде, а не на кремнии, потенциально могут повысить скорость компьютеров и снизить их энергопотребление более чем в тысячу раз - подумайте о мобильном телефоне, который держит заряд месяцами, - но набор инструментов, необходимых для создания рабочих углеродных цепей, остался неполным до нынешнего момента.

Группа химиков и физиков из Калифорнийского университета в Беркли, наконец, создала последний инструмент в арсенале инструментов - металлическую проволоку, полностью сделанную из углерода, что подготовило почву для активизации исследований по созданию транзисторов на основе углерода и , в конечном счете, компьютеры.

«Оставаться в пределах одного материала, в сфере материалов на основе углерода, - вот что объединяет эту технологию сейчас», - сказал Феликс Фишер, профессор химии Калифорнийского университета в Беркли, отметив, что способность делать все элементы схемы из одного материала делает изготовление проще.«Это был один из ключевых моментов, которого не хватало в общей картине архитектуры интегральных схем, полностью основанной на углероде».

Металлические провода, подобные металлическим каналам, используемым для соединения транзисторов в компьютерном чипе, переносят электричество от устройства к устройству и соединяют полупроводниковые элементы внутри транзисторов, составляющих компьютеры.

Группа Калифорнийского университета в Беркли в течение нескольких лет работала над тем, как изготавливать полупроводники и изоляторы из графеновых нанолент, которые представляют собой узкие одномерные полоски графена толщиной в атом, структуру, полностью состоящую из атомов углерода, расположенных в гексагональном соединении, напоминающем гексагональную структуру. проволочная сетка.

Изображение узкополосной металлической графеновой наноленты (GNR), полученное с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Белые выступы соответствуют однократно заполненным электронным орбиталям, которые были тщательно скомпонованы для образования протяженных проводящих состояний. Здесь основная сеть GNR имеет ширину всего 1,6 нанометра. Предоставлено: Калифорнийский университет в Беркли, изображение Даниэля Риццо

.

Новый металл на основе углерода также является графеновой нанолентой, но разработан с учетом проводимости электронов между полупроводниковыми нанолентами в полностью углеродных транзисторах.Металлические наноленты были созданы путем сборки их из более мелких одинаковых строительных блоков: восходящий подход, сказал коллега Фишера Майкл Кромми, профессор физики Калифорнийского университета в Беркли. Каждый строительный блок вносит свой вклад в электрон, который может свободно течь по наноленте.

В то время как другие материалы на основе углерода, такие как протяженные двумерные листы графена и углеродные нанотрубки, могут быть металлическими, у них есть свои проблемы. Например, преобразование двумерного листа графена в полосы нанометрового размера спонтанно превращает их в полупроводники или даже изоляторы.Углеродные нанотрубки, которые являются отличными проводниками, не могут быть получены с такой же точностью и воспроизводимостью в больших количествах, как наноленты.

«Наноленты позволяют нам получать химический доступ к широкому спектру структур, используя восходящее производство, что еще невозможно с нанотрубками», - сказал Кромми. «Это позволило нам сшить электроны вместе, чтобы создать металлическую наноленту, чего раньше не делали. Это одна из серьезных проблем в области технологии графеновых нанолент, и поэтому мы так взволнованы этим.”

Наноленты из металлического графена, которые имеют широкую, частично заполненную электронную полосу, характерную для металлов, должны быть сопоставимы по проводимости с самим 2D графеном.

«Мы считаем, что металлические провода - это настоящий прорыв; Это первый случай, когда мы можем намеренно создать ультратонкий металлический проводник - хороший внутренний проводник - из материалов на основе углерода без необходимости внешнего легирования », - добавил Фишер.

Кромми, Фишер и их коллеги из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Лаборатория Беркли) опубликуют свои выводы в выпуске журнала Science от 25 сентября 2020 года.

Настройка топологии

Интегральные схемы на основе кремния питали компьютеры в течение десятилетий со все возрастающей скоростью и производительностью в соответствии с законом Мура, но они достигают своего предела скорости, то есть того, насколько быстро они могут переключаться между нулями и единицами. Также становится все труднее снизить энергопотребление; компьютеры уже потребляют значительную часть мирового производства энергии. По словам Фишера, компьютеры на основе углерода потенциально могут переключаться во много раз быстрее, чем кремниевые компьютеры, и использовать только часть энергии.

Графен, представляющий собой чистый углерод, является ведущим претендентом на эти компьютеры следующего поколения на основе углерода. Однако узкие полоски графена в первую очередь являются полупроводниками, и задача заключалась в том, чтобы заставить их работать как изоляторы и металлы - противоположные крайности, полностью непроводящие и полностью проводящие, соответственно, - чтобы построить транзисторы и процессоры полностью из углерода.

Несколько лет назад Фишер и Кромми объединились с ученым-теоретиком по материалам Стивеном Луи, профессором физики Калифорнийского университета в Беркли, чтобы открыть новые способы соединения небольших отрезков наноленты для надежного создания всего спектра проводящих свойств.

Два года назад команда продемонстрировала, что, правильно соединив короткие сегменты наноленты, электроны в каждом сегменте могут быть расположены так, чтобы создать новое топологическое состояние - особую квантовую волновую функцию - что приводит к настраиваемым свойствам полупроводника.

В новой работе они используют аналогичную технику для сшивания коротких сегментов нанолент для создания проводящего металлического провода длиной в десятки нанометров и шириной всего лишь в один нанометр.

Наноленты были созданы химическим способом и отображены на очень плоских поверхностях с помощью сканирующего туннельного микроскопа.Простое тепло было использовано, чтобы заставить молекулы химически вступить в реакцию и соединиться вместе правильным образом. Фишер сравнивает сборку из гирляндных строительных блоков с набором Lego, но Lego, разработанного для размещения в атомном масштабе.

«Все они спроектированы так, чтобы их можно было совместить только одним способом. Это как если бы вы взяли пакет с Lego, встряхнули его, и вылезет полностью собранный автомобиль », - сказал он. «Это волшебство управления самосборкой с помощью химии.”

После сборки новая нанолента электронным состоянием была металлическая - как и предсказывал Луи - с каждым сегментом, вносящим свой вклад в один проводящий электрон.

Последний прорыв можно объяснить незначительным изменением структуры наноленты.

«Используя химию, мы создали крошечное изменение, изменение только одной химической связи на каждые 100 атомов, но которое увеличило металличность наноленты в 20 раз, и это важно с практической точки зрения, чтобы сделать из этого хороший металл, - сказал Кромми.

Два исследователя работают с инженерами-электриками из Калифорнийского университета в Беркли, чтобы собрать свой набор инструментов из полупроводниковых, изолирующих и металлических графеновых нанолент в рабочие транзисторы.

«Я верю, что эта технология революционизирует то, как мы строим интегральные схемы в будущем», - сказал Фишер. «Это должно сделать нам большой шаг вперед по сравнению с лучшими характеристиками, которые можно ожидать от кремния прямо сейчас. Теперь у нас есть возможность получить доступ к более высокой скорости переключения при гораздо более низком энергопотреблении.Это то, что в будущем будет толчком к развитию индустрии электронных полупроводников на основе углерода ».

Ссылка: «Вызвание металличности графеновых нанолент с помощью сверхрешеток с нулевой модой» Дэниел Дж. Риццо, Грегори Вебер, Цзинвэй Цзян, Райан МакКарди, Тинг Цао, Кристофер Броннер, Тинг Чен, Стивен Г. Луи, Феликс Р. Фишер и Майкл. Ф. Кромми, 25 сентября 2020 г., Science .
DOI: 10.1126 / science.aay3588

Соавторами статьи являются Даниэль Риццо и Цзинвэй Цзян из физического факультета Калифорнийского университета в Беркли и Грегори Вебер из химического факультета.Другими соавторами являются Стивен Луи, Райан МакКарди, Тинг Цао, Кристофер Броннер и Тинг Чен из Калифорнийского университета в Беркли. Цзян, Цао, Луи, Фишер и Кромми связаны с лабораторией Беркли, в то время как Фишер и Кромми являются членами Института нанонаук Kavli Energy.

Исследование было поддержано Управлением военно-морских исследований, Министерством энергетики, Центром науки об энергоэффективной электронике и Национальным научным фондом.

Что можно и чего нельзя делать: использование портативного компьютера

Ноутбуки стали более распространенными, чем когда-либо, благодаря достижениям в технологиях, которые могут дать вам мощность настольного компьютера в небольшом портативном устройстве.Эти простые советы помогут защитить свой компьютер и хранящиеся на нем данные.

Do:

Резервное копирование локально и в облаке

Резервное копирование важно для защиты ваших данных в случае сбоя ноутбука. Компьютеры с Windows и Mac имеют собственные методы резервного копирования, которые хранят ваши данные на внешнем жестком диске. После первого резервного копирования ваш компьютер может выполнять регулярные обновления в фоновом режиме без каких-либо дополнительных действий с вашей стороны. Неплохая идея также использовать облачное хранилище для хранения копий ваших файлов на удаленном сервере, чтобы вы всегда могли получить доступ к своим данным, когда они вам понадобятся.

Держите его в чистоте

Не ешьте и не пейте рядом с ноутбуком. Регулярно очищайте клавиатуру и вентиляционные отверстия сжатым воздухом и очищайте дисплей с помощью очистителя экрана и мягкого полотенца. Никогда не используйте Windex или бумажное полотенце, так как они оба могут повредить экран. Если вы пролили жидкость на компьютер, немедленно извлеките аккумулятор, кабели и флешки. Высушите машину как можно лучше, затем отнесите в ремонтную мастерскую.

Использование настроек энергосбережения

Регулировка яркости дисплея - один из самых простых способов продлить срок службы аккумулятора портативного компьютера.Многие компьютеры включают в себя дополнительные настройки, которые могут затемнять экран, когда ноутбук не подключен к сети, или выключать дисплей, если компьютер не используется в течение определенного периода времени. Режимы сна и гибернации могут продлить срок службы батареи вашего ноутбука в длительных поездках.

Нельзя:

Неправильно поднимать ноутбук

Никогда не поднимайте ноутбук за дисплей, клавиатуру или за любой угол. Сначала закройте его, а затем возьмитесь за переднюю или заднюю часть устройства. Если вам нужно переносить открытый ноутбук, возьмите его обеими руками и осторожно транспортируйте.Переноска ноутбука в открытом состоянии может вызвать излишнюю нагрузку на петли, что может повредить компьютер и потенциально привести к прекращению работы экрана.

Используйте его как портфель

Ваш закрытый ноутбук может показаться удобным чемоданом для переноски, но вы никогда не должны использовать его как один. Загрузка клавиатуры бумагой, карандашами и другими расходными материалами перед тем, как закрыть крышку и переносить компьютер, скорее всего, повредит клавиатуру и поцарапает ЖК-дисплей. По истечении срока гарантии замена поврежденного дисплея может стоить столько же, сколько новый компьютер.

Заблокируйте вентиляционное отверстие

Современные процессоры более эффективны, чем когда-либо, но ноутбуки по-прежнему выделяют много тепла. Ваш ноутбук может перегреться, если внутреннее тепло не может выйти, что может вызвать сбой оборудования и необратимое повреждение. Остерегайтесь неровных поверхностей, таких как одеяла, ковры и подушки, которые могут препятствовать воздушному потоку ноутбука, и приобретите кулер для ноутбука или охлаждающую подставку, если использование компьютера в этих местах неизбежно.

С этими советами ваш ноутбук может прожить долгую и здоровую жизнь.

Три правила работы схемы | ОРЕЛ

Приветствую новых инженеров. Это прекрасное место для начала, с простой схемы, которая является строительным блоком для каждого элемента электроники в нашем мире. Когда вы полностью поймете, вы будете готовы начать собственное путешествие по их проектированию и устранению неисправностей.

Строительные блоки схемы

Перед тем, как погрузиться в полную схему, разумно сначала поразмыслить над отдельными частями, составляющими единое целое: потоком, нагрузкой и проводимостью.Мы объединили эти принципы в три основных правила:

  • Правило 1 - Электричество всегда будет течь от более высокого напряжения к более низкому.
  • Правило 2 - Электричество всегда требует работы.
  • Правило 3 - Электричество всегда требует дороги.

Правило 1. Все дело в потоке

Каждой электронной схеме нужен источник питания, будь то батарея AA, которую можно вставить в контроллер Xbox One, или что-то с большей силой, например настенная розетка, которая может питать большое количество устройств.Электроэнергия, выходящая из этих источников, измеряется напряжением или вольтами, или просто В.

Да, мы говорим о таком напряжении! Когда он будет достаточно высоким, это может нанести серьезный ущерб.

Независимо от того, откуда течет эта энергия, ее цель всегда одна - переходить из одной области в другую и в процессе выполнять некоторую работу, например, заряжать компьютер или включать свет.

Основным компонентом этого потока энергии является то, что электричество будет всегда течь от более высокого напряжения к более низкому напряжению.Всегда. Это называется потенциалом . Можно сказать, что это потенциальное электричество должно перемещаться из одного района в другой.

Поток высокого (положительного) напряжения в низкое (отрицательное) напряжение.

Как это соотносится с нашим реальным миром? Возьмем для примера простую батарею:

  • Батарея имеет две стороны, отрицательная сторона - это низкое напряжение, измеряемое при 0 В, положительная сторона - это высокое напряжение, измеряемое при 1,5 В.
  • Энергия всегда будет вытекать из положительной стороны батареи, чтобы перейти к отрицательной стороне, чтобы найти баланс.
  • Для этого он должен течь по чему-то, обычно по медному проводу, и в процессе выполнять некоторую работу, например включать свет или вращать двигатель.

В конце концов, все электричество хочет найти равновесие на земле (0 В). Единственный способ сделать это в батарее - сместить положительный полюс на отрицательный. Мы извлекаем выгоду из этого естественного стремления к энергии, размещая некоторые объекты так, чтобы они проходили через них, что позволяет нам включать свет, силовые двигатели и включать и выключать транзисторы в компьютере.

Все это составляет Правило 1 - Электричество всегда будет хотеть течь от более высокого напряжения к более низкому напряжению. Помните это; это никогда не изменится.

Правило 2 - Начало работы

Итак, у вас может быть электричество, которое хочет перетекать с более высокого напряжения на более низкое, но какой в ​​этом смысл? Единственная причина заставить электричество течь - это немного поработать. Этот процесс, когда электричество выполняет работу в цепи, называется нагрузкой , .Без нагрузки или работы с электричеством нет смысла иметь электрическую цепь. Нагрузка может быть чем угодно, например:

  • Spinning Двигатель, вращающий пропеллеры дрона.
  • Включение светодиода на кабеле для зарядки, чтобы указать, что ваш ноутбук подключен к сети.
  • Подключение гарнитуры по беспроводной сети к ноутбуку для прослушивания музыки.

В это время года электрическая нагрузка бывает разных форм, одна из которых питает эти светодиоды.(Источник изображения)

Обратите внимание, что все эти нагрузки являются действиями. Электричество всегда заставляет происходить что-то физическое, даже если мы не можем увидеть это собственными глазами. Но почему это называется нагрузкой? Вы можете думать об этом как об обузе для всего, что питает вашу схему. Для вращения двигателя требуется электричество, а это забирает у вашего источника питания энергию, которая у него когда-то была.

Помните Правило 2 - У электричества всегда есть работа, которую нужно выполнить . Без работы схема бесполезна.

Правило 3 - Следование по пути

Третье и последнее правило - это то, что делает возможными первые два правила - электричеству нужен путь для передвижения. Этот путь действует как своего рода посредник. Допустим, вы подключаете зарядное устройство ноутбука к розетке, а затем к ноутбуку. Разумеется, он заряжается, но без этого шнура между компьютером и розеткой ничего бы не произошло.

Это связано с тем, что электричеству нужен путь, по которому можно добраться из одного пункта назначения в другой.И путь всегда один и тот же:

  • Электроэнергия - Электричество всегда исходит от источника, такого как батарея или розетка.
  • Путешествие - Затем он путешествует по тропе, выполняя свою работу по пути.
  • Назначение - Затем он прибывает в конечный пункт назначения, находя покой в ​​точке с самым низким напряжением.

Этот путь, по которому проходит электричество, состоит из так называемого проводящего материала, который состоит из обычных металлов, таких как медь, серебро, золото или алюминий.Электроэнергетика любит ездить на этой штуке. Электричество также очень избирательно, и оно не мешает путешествовать по дорожкам, сделанным из индуктивных материалов. Сюда входят такие вещи, как резина, стекло и даже воздух.

Видите все эти медные провода? Электричество любит путешествовать по этому проводящему материалу.

Помните Правило 3 - Электричеству всегда нужен путь по . Без пути он никуда не денется.

Собираем все вместе - полная схема

Давайте теперь объединим все эти правила в полное определение схемы.

Цепь - это просто путь, по которому может течь электричество.

И с этой простой концепцией мужчины и женщины продолжили строить безумно сложные цепи, которые отправили человечество в космос и в глубины наших самых глубоких океанов. А пока постараемся упростить задачу и составим нашу первую схему. Вот что вам понадобится, если вы хотите продолжить:

  • (1) аккумулятор 9 В
  • (1) Резистор 470 Ом
  • (1) Стандартный светодиод
  • (3) Измерительные провода с зажимами типа «крокодил»

Шаг 1 - Добавление источника питания

Возвращаясь к нашему правилу трех, первое гласит, что электричество всегда будет течь от более высокого напряжения к более низкому.Итак, это означает, что нам нужен какой-то источник питания в этой цепи, мы добавим нашу батарею на 9 В.

Начало нашей схемы начинается с 9-вольтовой батареи.

Правило 1 теперь выполнено. У нас есть какой-то источник питания, у которого высокое напряжение на положительном конце (+) и 0 В на отрицательном конце (-). Но все это электричество будет потрачено зря, если мы не будем с ним что-то делать, так что давайте дадим ему немного работы (нагрузку).

Шаг 2 - Добавление работы

Теперь мы хотим, чтобы электричество поработало за нас, прежде чем оно успокоится, поэтому давайте включим простой светодиодный индикатор.Скорее всего, вы видели их повсюду: на своей елке, фонариках, лампочках и т. Д. Итак, мы возьмем этот светодиод и поместим его с другой стороны нашей батареи.

Теперь о светодиоде следует упомянуть то, что он действительно чувствителен и не может пропускать слишком много энергии, поэтому нам нужно добавить так называемый резистор. Мы не будем вдаваться в подробности сейчас, но просто знаем, что резистор будет действовать так, как сказано в его названии - сопротивляться потоку электричества, достаточному для того, чтобы наш светодиод справился с ним. Разместим резистор слева от светодиода.

Добавляем немного работы в нашу схему с помощью светодиода и резистора.

Отлично, Правило 2 выполнено, и у нашего электричества есть над чем поработать. Но у него нет возможности завершить свою работу без пути, давайте добавим это сейчас.

Шаг 3 - Предоставление пути

Эта деталь проста, нам просто нужно соединить наши зажимы типа «крокодил» между всеми компонентами нашей схемы. Если вы все сделаете правильно, то ваш светодиод будет ярко светить! Помните, что при подключении проводов к батарее всегда подключайте сначала положительный конец, а затем отрицательный.Посмотрите на картинку ниже, чтобы увидеть, как все это должно быть связано вместе.

Теперь у нашего электричества есть проход с добавленными зажимами из крокодиловой кожи

Типы цепей

Теперь, прежде чем вы убежите в дикую природу и создадите свои собственные схемы, вам нужно знать о двух способах описания схемы, один из которых может испортить жизнь вашей схемы, они включают:

Замкнутый или открытый контур

Цепь считается замкнутой цепью , когда есть полный путь, по которому может проходить электричество.Это также называется полной схемой. Теперь, если ваша цепь не работает должным образом, это означает, что это разомкнутая цепь . Это может быть вызвано несколькими причинами, включая неплотное соединение или обрыв провода.

Вот простой и наглядный способ понять разницу между замкнутой и разомкнутой цепями. Посмотрите на схему ниже и обратите внимание, что это та же самая цепь, которую мы создали выше, только теперь в ней есть переключатель.

Вот схема цепи, которую мы сделали выше.Обратите внимание на добавление переключателя.

Сейчас переключатель поднят, и вы увидите, что электричество не имеет плавного пути, так как переключатель разрывает соединение. Это разомкнутая цепь. Но что произойдет, если щелкнуть выключателем?

Теперь наш выключатель срабатывает, замыкая цепь, позволяя электричеству течь к нашему светодиоду!

Ага! Теперь вы только что проложили полный путь для вашего электричества, и ваш светодиод загорится! Это замкнутая схема.

Короткое замыкание

Тогда есть короткое замыкание . Когда вы не даете своей схеме никакой работы, но все же обеспечиваете некоторую мощность, приготовьтесь к некоторым проблемам. Посмотрите на нашу схему ниже, мы вынули светодиод, резистор и переключатель, оставив только медный провод и батарею.

Вот цепь, которая скоро превратится в короткое замыкание! Без выполнения каких-либо действий эта батарея скоро сгорит.

Если мы соединим эту штуку вместе в ее физической форме, тогда аккумулятор и провод сильно нагреются, и в конечном итоге батарея разрядится.Почему это происходит? Когда вы даете электричеству некоторую работу в цепи, такую ​​как зажигание светодиода или вращение двигателя, это ограничивает количество электричества, которое будет проходить через вашу цепь.

Но в ту минуту, когда вы прекращаете работу своей схемы, электричество сходит с ума и бежит по своему пути на полной скорости, и ничто его не сдерживает. Если вы позволите этому случиться в течение длительного периода времени, то обнаружите, что у вас поврежден блок питания, разряженная батарея или, может быть, что-то еще хуже, например, пожар!

Ух ты! Не пытайтесь делать это дома.Вот здоровенная батарея фонаря на 12 В, замкнутая во имя науки. (Источник изображения)

Итак, если вы когда-либо работали с цепью, и ваш провод или батарея сильно нагреваются, тогда немедленно выключите все и ищите любые короткие замыкания.

Ты теперь опасен

Итак, молодой мастер электроники, теперь у вас есть вся информация, необходимая для управления скромной схемой. Понимая, как работает схема, вы скоро сможете выполнять проекты любых форм и размеров.Но прежде чем начать собственное путешествие, запомните Руководящее правило троек:

.

  • Правило 1 - Электричество всегда будет течь от более высокого напряжения к более низкому.
  • Правило 2 - Электричество всегда требует работы.
  • Правило 3 - Электричество всегда требует дороги.

И если ваша схема когда-нибудь станет очень горячей, выключите ее! У вас короткое замыкание.

Готовы построить свою первую схему сегодня? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *