Jednostka centralna to główna część komputera, która w zamkniętej obudowie zawiera podstawowe elementy zestawu komputerowego, takie jak: (1) płyta główna, (2) procesor, (3) moduły pamięci operacyjnej, (4) karty rozszerzeń, (5) zasilacz, (6) dyski twarde, czyli HDD lub SSD i (7) napędy optyczne.

RBu1Z3T9UXoZX

Zdjęcie przedstawia jednostkę centralną komputera w obudowie, która ma wymontowaną jedną z bocznych ścian. Numerkami zaznaczone są najważniejsze elementy zestawu komputerowego. Są to: płyta główna, procesor, pamięć operacyjna, karty rozszerzeń, zasilacz, dyski twarde, dyski SSD - z angielskiego solid‑state drive, czyli dysk półprzewodnikowy - i napędy optyczne.

Płyta główna to płyta drukowana będąca głównym elementem komputera, umożliwiająca komunikację pomiędzy kluczowymi elementami systemu, takimi jak: procesor, chipset, karty pamięci oraz interfejsy, oraz zapewniająca złącza do innych urządzeń peryferyjnych.

Z punktu widzenia użytkownika płyta główna zawiera:

• gniazdo procesora (1), umożliwiające zastosowanie odpowiedniego procesora,

• gniazda pamięci (2), w których mogą być zainstalowane moduły pamięci DIMM, zawierające układy DRAM (np. DDR3/4/5),

• chipset (3), czyli podstawowy układ płyty głównej, stanowiący interfejs pomiędzy procesorem, pamięciami i magistralami urządzeń peryferyjnych,

• nieulotne układy pamięci, zawierające oprogramowanie systemowe i BIOS (4),

• zegar systemowy,

• złącza rozszerzeń (5),

• układ zasilania wraz z gniazdami zasilania (6),

• złącza do dysków twardych i napędów optycznych (SATA (7), NVMe).

  R11Pzaf8cqEYJ

  Zdjęcie przedstawia zbliżenie na płytę główną komputera. To drukowana płyta, która łączy ze sobą różne elementy. Widoczny jest na niej wentylator, linie przesyłu impulsów elektrycznych, gniazda i przewody. Numerkami zaznaczone zostały najważniejsze elementy: gniazdo procesora, gniazda pamięci, chipset, nieulotne układy pamięci, złącza rozszerzeń, układ zasilania wraz z gniazdami oraz złącza do dysków twardych i napędów optycznych.

  

Obecnie wiele urządzeń peryferyjnych jest obsługiwanych przez dedykowane układy umieszczone na płycie głównej. Pozwala to fizycznie zmniejszyć rozmiar jednostki centralnej i obniżyć koszty budżetowych komputerów.

Na płycie głównej znajdują się:

• kontrolery dysków (PATA - historycznie, SATA, NVMe),

• kontrolery stacji dyskietek (historycznie),

• zintegrowane karty graficzne z wyjściami VGA, DVI, HDMI, DisplayPort,

• zintegrowane karty muzyczne obsługujące do 8 kanałów (7.1) oraz wyjście S/PDIF,

• zintegrowaną kartę sieciową wyposażoną w złącze RJ‑45 (8P8C),

• kontrolery USB,

• kontroler interfejsu sieci bezprzewodowej (WiFi),

• kontroler Bluetooth.

Na grafice przedstawiono gniazda interfejsów płyty głównej (1) PS/2, (2) USB, (3) DisplayPort, (4) HDMI, (5) USB 1.x / 2.x, (6) USB 3.x, (7) 8P8C, (8) USB w wersji sleep and charge, (9) USB typu C, (10) analogowe porty audio.

R1ZnolIW9w5NI

Zdjęcie przedstawia gniazda interfejsów płyty głównej. Gniazda są ułożone w pięciu kolumnach. Mają różne kształty. Niektóre są okrągłe, niektóre prostokątne, niektóre o bardziej złożonym kształcie. Różnią się także kolorami. Rodzaje gniazd oznaczone są cyframi. Są to w kolejności: gniazdo PS/2, gniazda USB, gniazdo Display Port, gniazdo HDMI, gniazda USB o różnej prędkości przesyłania danych, gniazdo 8P8C, gniazdo USB w wersji sleep and charge, gniazdo USB typu C, analogowe porty audio.

Procesor to układ będący centralną jednostką przetwarzającą, wykonującą operacje na danych pobranych z pamięci.

Budowa procesora

W strukturze funkcjonalnej procesora można wyróżnić:

• jednostkę arytmetyczno‑logiczną, wykonującą operacje na danych z rejestrów,

• zespół rejestrów, przechowujących dane wejściowe i wynik wykonywanych operacji,

• jednostkę sterującą,

• inne układy usprawniające pracę procesora.

Jedną z podstawowych cech procesora jest określona długość (liczba bitów) słowa, na którym wykonuje on podstawowe operacje obliczeniowe. Układ obsługujący słowo 64‑bitowe jest nazywany procesorem 64‑bitowym. Proces technologiczny opisywany jest liczbą wyrażoną w nanometrach (np. 32 nanometry) i oznacza szerokość bramki jednego tranzystora. Im są one mniejsze, tym niższe jest zużycie energii i napięcie pracy oraz wyższa możliwa do osiągnięcia częstotliwość pracy.

Wielordzeniowość

Współcześnie większość procesorów ma budowę wielordzeniową. W związku z ograniczeniami technologicznymi związanymi z podnoszeniem częstotliwości taktowania procesora obecnie wzrost wydajności otrzymuje się poprzez zwiększanie liczby tranzystorów i rdzeni.

Wielowątkowość

Technologia Hyper‑threading to implementacja wielowątkowości współbieżnej, w której każdy rdzeń może zachowywać się jak dwa procesory logiczne.

Gniazdo procesora

Rodzaj złącza znajdującego się na płycie głównej, pełniącego rolę interfejsu pomiędzy procesorem i pozostałymi elementami komputera. Umożliwia jego współpracę z innymi elementami komputera za pomocą odpowiednich magistral. Typ gniazda i procesora musi być zgodny ze względu na charakterystyczne dla gniazda parametry, takie jak: kształt, liczba wyprowadzeń, napięcie zasilania czy układ magistrali.

Częstotliwość taktowania

Procesor jest układem sekwencyjnym i do poprawnej pracy wymaga zegara taktującego. Im większa częstotliwość jego pracy, tym większa liczba instrukcji wykonywanych w jednostce czasu. Częstotliwość tę wyraża się w gigahercach (GHz).

R5wy82DuIh4H6

Zdjęcie przedstawia procesor komputera w opakowaniu ochronnym z przezroczystego tworzywa sztucznego. Procesor to stosunkowo niewielki element o obrysie kwadratu. Zabezpieczony jest szarą obudową.

Pamięć operacyjna (wewnętrzna) to pamięć komputerowa adresowana i dostępna dla procesora bezpośrednio.

Pamięć zewnętrzna to pamięć, która jest dostępna dla procesora poprzez urządzenia wejścia/wyjścia. Składają się na nią dyski znajdujące się wewnątrz komputera i nośniki podłączane przez magistrale, np. USB. Przed wykorzystaniem zapisane na nich dane są najpierw przepisywane do pamięci RAM.
Urządzenia pamięci zewnętrznych mają dużą pojemność (mierzoną w gigabajtach lub terabajtach) i niższy koszt zakupu, ale charakteryzują się dłuższym czasem dostępu, i, co za tym idzie, korzystanie z nich obniża wydajność komputera.

Pamięć w komputerze wykorzystywana jest:

• w rejestrach procesora - jest to najszybsza forma pamięci i najmniejsza pod względem pojemności,

• w pamięci podręcznej procesora - jest ona nieco wolniejsza, ale większa niż rejestry - przyspiesza dostęp do danych zawartych w RAM,

• w pamięci RAM - jest ona połączona z procesorem magistralą adresową i magistralą danych; obecnie jej rozmiar to kilka, kilkanaście gigabajtów; jest pamięcią ulotną; czas dostępu do pamięci RAM wynosi kilka nanosekund,

• w pamięci ROM - pamięć tylko do odczytu przechowująca dane, które muszą być zachowane po wyłączeniu komputera, takie jak oprogramowanie systemowe czy BIOS,

• w dyskach półprzewodnikowych,

• w kartach graficznych.

Półprzewodnikowe pamięci RAM produkowane są głównie jako moduły SRAM (statyczne) i DRAM (dynamiczne). Jako pamięć operacyjna w komputerach były chronologicznie wykorzystywane moduły: SIPP, SIMM, DIMM, SDRAM, DIM, DDR/DDR2/DDR3/DDR4/DDR5. Podstawowym parametrem pamięci RAM jest jej pojemność. Poniższe zestawienie przedstawia minimalne i maksymalne wielkości modułów DDR:

• DDR - od 64 MB do 1 GB,

• DDR2 - od 256 MB do 4 GB,

• DDR3 - od 512 MB do 16 GB,

• DDR4 - od 2 GB do 256 GB.

Oznaczenia pamięci DDR

W praktyce stosowane są dwa oznaczenia modułów pamięci RAM:

• mniejszy - DDR 200 - mówi o częstotliwości efektywnej taktowania,

• większy - PC 1600 - mówi o teoretycznej przepustowości, jaką mogą osiągnąć pamięci.

RzPDoTfTDpcJj

Zdjęcie przedstawia dwie tak zwane kości pamięci RAM, czyli pamięci operacyjnej. Nośniki pamięci operacyjnej mają formę prostokątnych płytek, które w dolnej części zakończone są złączem, dopasowanym do gniazda komputera.

Karta rozszerzeń to opcjonalny element składowy jednostki centralnej, mający postać płytki drukowanej ze złączem krawędziowym, wyposażony w montażowego śledzia i przeznaczony do umieszczenia w odpowiedniej magistrali na płycie głównej.

Na grafice przedstawiono kartę: sieci bezprzewodowej (1), dźwiękową (2), sieci przewodowej (3) i graficzną (4).

R1Bdy57cNomJw

Zdjęcie przedstawia cztery, oznaczone numerami, karty rozszerzeń. To urządzenia opcjonalne, które odpowiadają za obsługę przewodowej i bezprzewodowej sieci internetowej, dźwięku i grafiki. Urządzenia składają się z układów scalonych oraz gniazd. Karta sieci bezprzewodowej jest dodatkowo wyposażona w dwie anteny. Karta graficzna posiada wentylator chłodzący.

Karty rozszerzeń posiadają najczęściej dwa interfejsy:

• połączenie magistralą ze slotem płyty głównej - współczesna płyta główna w standardzie ATX posiada magistralę komunikacyjną PCI Express z dwoma lub trzema złączami PCI Express x16 (2,4) do podłączenia kart grafiki i jednym lub dwoma gniazdami PCI Express x1 (3), natomiast w standardzie EATX - dodatkowo jedno złącze PCI Express x4 (1) oraz M.2, mSATA (6), M.2 SATA (7) i ewentualnie starsze PCI (5);

• złącze służące do podłączenia urządzeń peryferyjnych, specyficzne dla danej karty, np.:

  • karta graficzna - D‑Sub, DVI, HDMI, DisplayPort,

  • karta dźwiękowa - minijack,

  • karta sieciowa - RJ‑45,

  • karta sieci bezprzewodowej WiFi,

  • modem - RJ12,

  • kontrolery pamięci masowych - IDE, SATA, SCSI, SAS,

  • kontrolery portów - COM, LPT, USB, FireWire.

R14vbclwdrYIq

Zdjęcie przedstawia złącza na karty rozszerzeń. Złącza mają formę prostokątów o różnej szerokości z symetrycznie ułożonymi elementami łączącymi. Każde złącze jest oznaczone numerem. W kolejności są to: złącze PCI Express x4, dwa złącza PCI Express x 16, gniazdo PCI Express x1, starsze PCI, M.2 sata i mSATA.

Zasilacz komputerowy to urządzenie, które pobiera energię prądu przemiennego z sieci i przekształca ją na regulowane napięcie stałe niezbędne do pracy wszystkich komponentów komputera. Większość nowoczesnych zasilaczy komputerowych to zasilacze impulsowe, zgodne ze specyfikacją ATX.
Zasilacze ATX są włączane i wyłączane sygnałem z płyty głównej. Standard ATX dostarcza trzy dodatnie szyny: +3,3 V, +5 V oraz +12 V. Całkowite zapotrzebowanie na moc komputera może wynosić od 250 do 1000 W, w zależności od użytego procesora i karty grafiki. Większość obciążenia przypisana jest do linii 12 V, więc w tym zakresie sprawność zasilacza jest najważniejsza.

Wtyczki stosowane w zasilaczach ATX:

• MPC (Main Power Connector), oznaczana jako P1 - wtyk do zasilania płyty głównej z 20/24 pinami,

• ATX12, oznaczana jako P4 - dodatkowe napięcie zasilające do procesora z 4 pinami,

• PCI‑E - 6/8 pinów do zasilania kart graficznych,

• Molex - wtyk do zasilania dysków twardych i napędów optycznych ATA,

• Mini Molex - wtyk zasilający stacje dyskietek,

• SATA Connector - 15‑pinowy wtyk do zasilania dysków SATA.

RbZBORMamEwIV

Zdjęcie przedstawia zasilacz komputerowy. Zasilacz składa się z obudowy, wentylatora, przewodów, przetworników. W obudowie zamontowane jest gniazdo do podłączenia przewodu sieciowego oraz włącznik.

Dysk twardy HDD to elektromechaniczne urządzenie do przechowywania danych za pomocą pamięci magnetycznej, a dokładniej jednego lub więcej szybko obracających się talerzy pokrytych materiałem magnetycznym. Talerze współpracują z głowicami magnetycznymi umieszczonymi na ramieniu siłownika – zapisują i odczytują dane z ich powierzchni.
Podstawowymi parametrami dysku jest jego pojemność i wydajność. Pojemność dysku wyrażana jest w GB (gigabajtach) lub TB (terabajtach). 1 TB = 1024 GB. Dwa podstawowe parametry wydajnościowe to prędkość transmisji oraz liczba operacji input/output na sekundę (IOPS). Najpopularniejsze formaty dysków twardych to 3,5 cala (1) dla komputerów stacjonarnych i 2,5 cala (2) dla notebooków. Dostępnymi interfejsami umożliwiającymi podłączenie dysków twardych są IDE/PATA, SATA, SCSII, SAS i USB.

R8LR5Ld0uYI8R

Zdjęcie przedstawia dwa otwarte dyski magnetyczne HDD. Jeden dysk jest w rozmiarze trzy i pół cala, a drugi dwa i pół cala. Dyski składają się z obudowy, okrągłej, srebrnej tarczy i ramienia.

Dysk twardy SSD (4) to dysk półprzewodnikowy składający się z układów scalonych, zwykle pamięci flash. Chociaż dyski SSD mają wyższy koszt za bit, zastępują one dyski twarde w tych zastosowaniach, w których ważna jest szybkość, zużycie energii, mały rozmiar, duża pojemność i trwałość.
Mogą one korzystać z tradycyjnych interfejsów i współczynników kształtu dysków HDD lub nowszych interfejsów i współczynników kształtu, które w większym stopniu wykorzystują zalety dysków SSD. Standardowe interfejsy (SATA, SAS) i standardowe formaty (HDD) pozwalają używać dysków SSD (4) jako zamienników dysków HDD (3). Nowsze formaty wspierające wydajność to mSATA, M.2 NVMe (5) i PCIe. Dyski SSD mają ograniczoną liczbę zapisów w całym okresie eksploatacji.

R196iljcXZteh

Zdjęcie przedstawia trzy rodzaje dysków: HDD, SSD i M.2 NVMe. Dysk HDD ma metalową obudowę o obrysie prostokąta, na której jest naklejka z informacjami o parametrach dysku. Dysk SSD jest mniejszy, ma plastikową obudowę i naklejkę z nazwą. Ostatnim i najmniejszym dyskiem jest M.2 NVMe - to wąska. prostokątna płytka zakończona złączem. Na obudowie znajdują się informacje o parametrach i kody kreskowe.

Napęd dysków optycznych to urządzenie, które za pomocą wiązki lasera odczytuje dane z dysku optycznego i zapisuje je na nim. Niektóre napędy potrafią wyłącznie odczytywać płyty, zaś inne, potocznie zwane nagrywarkami, mogą zarówno odczytywać, jak i nagrywać płyty.

Popularnymi dyskami optycznymi są dyski:

• CD - CD – standardowe płyty CD mają średnicę 120 mm i są przeznaczone do przechowywania do 74 min nieskompresowanego dźwięku lub ok. 650 MB danych. Format CD służył do zapisu dźwięku, CD‑ROM – do zapisu danych komputerowych, a CD‑R i CD‑RW to nośniki jedno- i wielokrotnego zapisu. Czas zapisu i pojemność rutynowo zwiększane były do coraz większych wartości (maks. 80 min i 700 MB). Wskaźnik szybkości 1x dla CD‑ROM to 150 kbit/s,

• DVD - opracowany w 1995 r. standard przechowywania danych na dyskach optycznych stosowanych w komputerach i odtwarzaczach DVD, pozwalający zapisać na dwóch stronach dysku w dwóch warstwach maksymalnie 17,08 GB danych. Zwykłe dyski DVD były tłoczone, DVD‑ROM to dyski komputerowe, które mogą być tylko odczytywane, DVD+R (DVD‑R) to dyski jednokrotnego zapisu, a DVD+RW (DVD‑RW) to dyski wielokrotnego zapisu. O ile dyski CD stworzone są zgodnie ze standardem ISO A, to dyski DVD zgodne ze standardem ISO B mogą być nagrywane po obu stronach i w dwóch warstwach. Wskaźnik szybkości 1x dla DVD‑ROM to 1,32 MB/s,

• Blu‑ray (BD) - następca formatu DVD o zwiększonej gęstości zapisu, wykorzystywany szczególnie do dystrybucji filmów wysokiej rozdzielczości i gier na konsole. Do standardu BD‑XL dyski zapisują 25 GB na warstwę (maksymalna pojemność to 50 GB), później zaś w wersjach trzy- i czterowarstwowych potrafią zamieścić odpowiednio 100 GB i 128 GB danych, zachowując rozmiar płyty CD i DVD. Do komputerów można wykorzystać nagrywarki jednokrotnego zapisu BD‑R i wielokrotnego zapisu BD‑RE. Wskaźnik szybkości 1x dla BD to 4,5 MB/s.

R1UQOLETrlbaK

Zdjęcie przedstawia napęd dysków optycznych. Z metalowej obudowy wystaje szufladka z tworzywa sztucznego, która kształtem dopasowana jest do płyt CD lub DVD. Na górnej ścianie obudowy znajduje się nalepka z informacjami i parametrach urządzenia.

Urządzenia wejścia‑wyjścia służą do komunikacji systemu komputerowego z użytkownikiem. Wyróżnia się dwa kierunki przekazywania informacji:

• dane wejściowe - informacje przekazywane do systemu komputerowego,

• dane wyjściowe - informacje wysyłane z systemu do urządzeń zewnętrznych.

Rozróżnia się trzy typy urządzeń wejścia‑wyjścia:

• urządzenia wejścia - klawiatura, mysz, skaner, joystick, mikrofon, kamera,

• urządzenia wyjścia - monitor, drukarka, głośniki, ploter, urządzenie wielofunkcyjne,

• urządzenia wejścia‑wyjścia - karta sieciowa, urządzenia IrDA, Bluetooth, USB.

R1XwaowHPV64G

Zdjęcie przedstawia urządzenie wielofunkcyjne, czyli drukarkę ze skanerem. W dolnej części obudowy jest zasobnik papieru. W górnej części znajduje się panel sterujący z wyświetlaczem i przyciskami. Powyżej panelu jest zamykana pokrywa skanera. Za drukarką widoczne fragmenty dwóch monitorów i klawiatury.

Medium transmisyjne to nośnik używany do transmisji sygnałów. W sieciach komputerowych wykorzystuje się technologie przewodowe i bezprzewodowe. Technologie sieciowe korzystają z mediów przewodowych, takich jak: kabel koncentryczny, skrętka komputerowa, światłowód, kable energetyczne. Technologie bezprzewodowe to głównie zastosowanie fal radiowych lub świetlnych. Media transmisyjne dzieli się również ze względu na rodzaj transmisji:

• simpleks - transmisja tylko w jednym kierunku,

• półdupleks - nierównoczesna transmisja w obu kierunkach,

• dupleks - jednoczesna transmisja w obu kierunkach.

R1XZzPc0NReG4

Grafika przedstawia podział mediów transmisyjnych. Dzielą się one według dwóch kryteriów: ze względu na technologię oraz ze względu na rodzaj transmisji. Podział mediów ze względu na technologię składa się z dwóch zbiorów: media przewodowe i media bezprzewodowe. Media przewodowe to: kabel koncentryczny, skrętka komputerowa, światłowód, kable magnetyczne. Media bezprzewodowe to: fale radiowe i fale świetlne. Ze względu na rodzaj transmisji media dzielimy na simpleks - transmisja tylko w jednym kierunku, półdupleks - nierównoczesna transmisja w obu kierunkach i dupleks - jednoczesna transmisja w obu kierunkach.

Kabel koncentryczny to kabel, który przewodzi sygnał za pomocą wewnętrznego przewodnika miedzianego (1) otoczonego warstwą dielektryka (2) i ekranu (3). Jest chroniony zewnętrzną warstwą izolacyjną (4). Zwykle zewnętrzna strona ekranu jest uziemieniem, a do przewodu środkowego przykładane jest napięcie przenoszące sygnał.

Kable koncentryczne o impedancji 75 omów używane są w instalacjach antenowych, a kable o impedancji 50 omów w sieciach komputerowych. Przy budowie sieci LAN wykorzystywane były cienkie i grube kable koncentryczne (0,25'', 0,5'') zakończone złączami BNC. Złącze to posiadało zapięcie bagnetowe, umożliwiające szybkie łączenie i rozłączanie przewodów. BNC był powszechnie używany we wczesnych sieciach komputerowych: ARCnet, IBM PC Network oraz w wariancie 10BASE2 i 10BASE5 Ethernet. Cienki kabel koncentryczny pozwalał na pracę z przepustowością do 10 Mb/s w sieciach o segmentach do maksymalnej długości 185 m. Gruby koncentryk pozwalał zwiększyć długość segmentu do 500 m. Do rozgałęziania sygnału wykorzystywane były charakterystyczne trójniki, zaś magistrala z obu stron musiała być zakończona terminatorami BNC. Obecnie kable koncentryczne zostały wyparte przez skrętkę i światłowody.

RGsm6ZwGYUDe9

Grafika przedstawia przekrój przez kabel koncentryczny. Składa się on z czterech warstw, z których każda została oznaczona cyfrą. W centrum przewodu znajduje się przewodnik miedziany, otoczony jest warstwą dielektryka, a następnie ekranem. Najbardziej zewnętrzna część kabla to izolacja.

Skrętka komputerowa to rodzaj okablowania, w którym dwa przewody jednego obwodu są skręcone ze sobą w celu wyeliminowania zakłóceń elektromagnetycznych i przesłuchów pomiędzy parami.
Typowy podzbiór kolorów poszczególnych par to: niebieski/biały, pomarańczowy/biały, zielony/biały, brązowy/biały - pojawia się on w większości kabli UTP. Kable typu skrętka mogą zawierać ekranowanie, aby zapobiec zakłóceniom elektromagnetycznym. Dzięki zastosowaniu kabla typu skrętka i wykorzystaniu topologii gwiazdy zostały zdefiniowane trzy najbardziej popularne warianty Ethernetu:

• 10BASE‑T - standard wprowadzony w 1990 r., umożliwiający transmisję z prędkością 10 Mb/s. W tym standardzie wykorzystywana jest tylko druga i trzecia para (pomarańczowa i zielona) kabla typu skrętka,

• 100Base‑TX - sieć przesyłająca po kablach (co najmniej kategorii 5) dane z prędkością do 100 Mb/s. Ze względu na dziesięciokrotne zwiększenie prędkości transmisji w stosunku do poprzedniego standardu nazywana jest Fast Ethernet.

• 1000BASE‑T - standard sieci o przepustowości do 1 Gb/s, opracowany w 1999 r. Wykorzystuje już wszystkie pary skrętki (co najmniej kategorii 5), jednocześnie nadając i odbierając sygnał na każdej parze.

Dla wszystkich trzech standardów maksymalny zasięg kabla to 100 m.

W celu uzyskania dodatkowej odporności skrętka może być ekranowana. Skrętki wykorzystywane przy tworzeniu sieci LAN składają się z 8 żył. Miedziany rdzeń może występować w formie drutu lub linki. Każda para posiada jedną żyłę do przenoszenia napięcia, a drugą uziemioną. Kable ze skrętki nieekranowanej i ekranowanej można znaleźć w wielu sieciach Ethernet.

R1DAfwkMkma1D

Zdjęcie przedstawia skrętkę komputerową. Składa się ona z kilku wiązek poskręcanych, cienkich przewodów w izolacjach o różnym kolorze. Wiązki połączone są ze sobą za pomocą dodatkowej izolacji. Obok skrętki znajdują się dwie końcówki osiem Pe osiem Ce.

Skrętka może być nieekranowana lub ekranowana folią lub metalową siatką dla każdej pary osobno lub dla wszystkich par. Przewody powinny posiadać opis x/y/TP, gdzie x odnosi się do całego przewodu, natomiast y opisuje pojedynczą parę. Przyjmowane przez x i y oznaczenia to:

• U - skrętka nieekranowana,

• F - skrętka ekranowana folią,

• S - skrętka ekranowana siatką,

• SF - skrętka ekranowana folią i siatką.

RmZxOpvtYF6gw

Grafika przedstawia schematyczne rodzaje skrętek komputerowych. Narysowane są cztery schematy skrętek, które różnią się układem elementów. W układzie UTP każda żyła posiada izolację i tworzy parę z inną żyłą. Całość układu zamknięta jest w powłoce zewnętrznej. W układzie S/UTP każda żyła posiada izolację i tworzy parę z inną żyłą. Całość układu zamknięta jest w ekranie przewodu oraz powłoce zewnętrznej. W układzie STP każda żyła posiada izolację i tworzy parę z inną żyłą. Każda z par otoczona jest warstwą ekranującą, a całość zamknięta jest w powłoce zewnętrznej. W układzie S/STP każda żyła posiada izolację i tworzy parę z inną żyłą. Każda z par otoczona jest warstwą ekranującą, a całość zamknięta jest w ekranie przewodu i powłoce zewnętrznej.

Przyjmując opisane oznaczenia:

• U - skrętka nieekranowana,

• F - skrętka ekranowana folią,

• S - skrętka ekranowana siatką,

• SF - skrętka ekranowana folią i siatką,

mamy możliwość otrzymania przewodów o konstrukcji opisanej w tabeli.

RUP4o6Da8OJHX

Grafika przedstawia standaryzację połączeń złącza osiem Pe osiem Ce w formie tabeli. Tabela składa się z nagłówka, pięciu kolumn i ośmiu wierszy. Nagłówek pierwszej kolumny: skróty branżowe. Nagłówek drugiej kolumny: Normy ISO/IEC 11801. Nagłówek trzeciej kolumny: ekranowanie kabla. Nagłówek czwartej kolumny: ekranowanie par. Nagłówek piątej kolumny: ilustracja. Skrętka UTO, TP nie posiada ekranowania kabla ani ekranowania par. Skrętka FTP, STP i ScTP posiada ekranowanie kabla w postaci folii i nie posiada ekranowania par. Skrętka STP, ScTP posiada ekranowanie kabla w formie oplotu oraz nie posiada ekranowania par. Skrętka SFTP, S‑FTP, STP ma ekranowanie kabla w formie oplotu i folii oraz nie posiada ekranowania par. Skrętka STP, ScTP i PIMF nie posiada ekranowania kabla i posiada ekranowanie par w formie folii. Skrętka FFTP, STP posiada zarówno ekranowanie kabla jak i par folią. Skrętki SSTP, SFTP, STP i PIMF posiada ekranowanie kabla w postaci oplotu, a ekranowanie par w postaci folii. Skrętka SSTP, SFTP i STP posiada ekranowanie kabla w formie oplotu i folii a ekranowanie par w formie samej folii. Układ przewodów i ekranów został zilustrowany w ostatniej kolumnie w każdym wierszu za pomocą schematycznego przekroju przez kabel.

Złącze 8P8C to ośmiostykowe złącze modułowe składające się z męskiej wtyczki i żeńskiego gniazda. Jest to najpopularniejszy rodzaj złącza stosowany do budowy sieci Ethernet. Złącza 8P8C mogą być łączone z przewodami według różnych sekwencji, w zależności od zastosowania. Złącza modułowe są oznaczone dwoma liczbami, które reprezentują maksymalną liczbę pozycji styków i liczbę zainstalowanych styków. Na przykład 6P2C to złącze posiadające sześć pozycji i dwa zainstalowane styki. Złącze 8P8C jest często błędnie nazywane złączem RJ45. Jednak oryginalna wtyczka standardu telefonicznego ma klucz zabezpieczający wykluczający włożenie tej wtyczki do gniazda 8P8C bez klucza. W wersji normalnej (straight‑through) końcówki muszą być wykonane symetrycznie, tzn. te same kolory przewodów na pinach o tych samych numerach. Stosowane są jeszcze kable w wersji skrosowanej (crossover) i odwróconej (rollover). Złącza 8P8C są najczęściej zakańczane przy użyciu przypisań T568A lub T568B.

R144eU7J2027f

Grafika przedstawia dwa możliwe układy elementów skrętki. W obu przypadkach z końca zaizolowanego przewodu wychodzi osiem wiązek o różnych kolorach. W zależności od układu kolorów mamy do czynienia z przypisaniem Te pięćset sześćdziesiąt osiem Be lub Te pięćset sześćdziesiąt osiem A. Po zewnętrznej stronie zaznaczony został obrys wtyczki.

Narzędzia wykorzystywane przy zarabianiu wtyków 8P8C: zaciskarka (1), tester (2), ściągacz izolacji (3), wtyk 8P8C (4), nóż Krona (5), moduł Keyston (6).

Instrukcja zarabiania wtyku 8P8C

Do prawidłowego zamontowania wtyku 8P8C potrzebne są:

• skrętka,

• nowy wtyk 8P8C,

• zaciskarka,

• osłonka wtyku,

• tester.

Instrukcja zaciskania wtyku 8P8C

1. Przytnij skrętkę na odpowiednią długość,

2. Załóż na kabel osłonę wtyku,

3. Przytnij zewnętrzną izolację kabla na około 3‑4 cm, by wygodnie ułożyć żyły w wymaganej kolejności,

4. Zastosuj standard T568B lub T568A,

5. Przytnij ułożone przewody na długość 13 mm tak, aby izolacja zewnętrzna kabla była zaciśnięta przez element zaciskowy wtyku (przy odmierzaniu długości możesz wspomóc się przyłożoną obok wtyczką),

6. Włóż ułożone przewody do wtyczki, zwracając uwagę na prawidłową kolejność kabli,

7. Kilkukrotnie dosuń kabel, tak aby wszystkie przewody były wsunięte do końca wtyczki,

8. Zaciśnij wtyk 8P8C zaciskarką,

9. Za pomocą testera przetestuj ciągłość wszystkich ośmiu przewodów.

RYgFR2MmP30w3

Zdjęcie przedstawia narzędzia wykorzystywane przy zarabianiu wtyków osiem Pe osiem Ce. Każde z narzędzi oznaczone jest numerem. Są to w kolejności: zaciskarka, która ma podobną formę do kombinerek; tester z opisanymi diodami, które pozwalają sprawdzić wtyk; ściągacz izolacji, przypominający dużą klamerkę; wtyk osiem Pe osiem Ce oraz nóż Krona złożony z plastikowej rękojeści i metalowej końcówki.

Światłowód to elastyczne przezroczyste włókno o średnicy ludzkiego włosa, wykonane z krzemionki lub plastiku, służące jako ośrodek do przesyłania światła. Włókna optyczne zawierają rdzeń otoczony przezroczystym materiałem płaszcza o niższym współczynniku załamania światła. Światło jest utrzymywane w rdzeniu dzięki zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia, które powoduje, że włókno działa jak falowód. Zamiast prądu elektrycznego do transmisji danych w światłowodzie wykorzystywana jest modulowana fala świetlna, której źródłem może być laser lub dioda LED. Maksymalny przesył danych uzyskany za pomocą szklanych światłowodów osiąga 3 Tb/s.

Wyróżniamy światłowody:

• jednomodowe - o grubości rdzenia od 8 do 10 mikrometrów, w których fala rozchodzi się równolegle do osi światłowodu i biegnie jednym torem - modem,

• wielomodowe - o średnicy pomiędzy 50 a 62 mikrometrów, w których fala o takiej samej długości może rozchodzić się wieloma ścieżkami - modami. Światłowody wielomodowe mogą więc być stosowane na krótszych dystansach.

Ze względu na zastosowany materiał światłowody dzielimy na:

• szklane,

• plastikowe,

• półprzewodnikowe.

Połączenia światłowodów można uzyskać za pomocą:

• szybkozłączek,

• spawania światłowodu.

Zalety światłowodu

Do najważniejszych zalet światłowodów należą: duże prędkości transmisji danych, duży zasięg, odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, bezpieczeństwo przesyłanych danych, kable odporne na działanie czynników atmosferycznych, niewielki pobór energii.

Rodzaje złączek światłowodowych

Do najpopularniejszych złącz światłowodowych należą złącza:

• ST - z kołnierzem bagnetowym,

• FC - z gwintowanym korpusem,

• SC - o przekroju prostokątnym,

• LC - Little Connector.

RFC2a7XbuSC1b

Zdjęcie przedstawia cztery kable światłowodowe. Kable są w żółtej izolacji i zakończone są specjalnymi złączami.

Packet Tracer to symulator sieci i urządzeń sieciowych firmy Cisco, jednego z najbardziej znanych producentów urządzeń sieciowych, wykorzystywany głównie do szkoleń i w edukacji. Głównym zadaniem programu Packet Tracer jest pomoc w nauce podstawowych zasad funkcjonowania sieci i konfiguracji urządzeń sieciowych. Na poniższym rysunku przedstawiony jest przykładowy projekt zawierający kilka najbardziej typowych urządzeń i klasycznych połączeń kablowych pomiędzy nimi.

Rd34xr3h6ydUY

Grafika przedstawia przykładową symulację sieci komputerowej za pomocą symboli połączeń i urządzeń. Modem DSL jest za pomocą kabla telefonicznego połączony z internetem. Z pośrednictwem kabla prostego modem łączy się z zaporą sieciową, która kablem skrosowanym połączona jest z ruterem. Do niego kablem szeregowym podłączony jest kolejny ruter. Następnym elementem sieci jest ruter przyłączony za pomocą kabla skrosowanego. Sygnał wysyłany jest do switcha, który rozdziela go za pomocą kabli prostych do różnych urządzeń: rutera z punktem dostępowym, serwera, komputera osobistego i telefonu IP.

Stosowane są następujące symbole połączeń:

• kabel prosty,

• kabel skrosowany,

• kabel telefoniczny,

• kabel szeregowy.

Stosowane są następujące symbole urządzeń:

• router,

• przełącznik,

• router z punktem dostępowym,

• punkt dostępowy,

• firewall,

• komputer typu desktop,

• serwer,

• telefon IP.

R1bCIFismO74t

Grafika przedstawia symbole kabli i urządzeń sieciowych. Symbole ułożone są w trzech kolumnach. W pierwszej kolumnie zebrane zostały symbole kabli. Linia ciągła i dwa zielone trójkąty to symbol kabla prostego. Linia przerywana i dwa odwrócone i czerwone trójkąty to symbol kabla skrosowanego. Czerwona, ciągła linia układająca się w poziomą błyskawicę, z dwoma odwróconymi, czerwonymi trójkątami to kabel szeregowy. Linia przerywana układająca się w poziomą błyskawicę, z dwoma zielonymi trójkątami to kabel telefoniczny. W drugiej kolumnie zebrane są cztery symbole. Niebieskie koło z czterema krzyżującymi się strzałkami o zwrotach na zewnątrz koła to ruter. Prostopadłościan z dwiema strzałkami o przeciwnych zwrotach to switch. Niebieskie koło z czterema krzyżującymi się strzałkami o zwrotach na zewnątrz koła i z dwiema antenami to ruter z punktem dostępowym. Prostopadłościan z szeregiem kwadratów na bocznej ścianie to modem DSL. W ostatniej kolumnie zebrane zostały symbole kolejnych urządzeń. Niebieski sześcian z dwiema strzałkami o przeciwnych zwrotach na fragmencie ceglanego muru to zapora sieciowa. Ekran wraz z klawiaturą to symbol komputera osobistego. Schematyczny rysunek obudowy to symbol serwera. Schematyczny rysunek telefonu ze słuchawką i literami IP to symbol telefonu IP.

Okablowanie strukturalne to uniwersalny system okablowania umożliwiający tworzenie sieci teleinformatycznych. Składa się z:

• okablowania poziomego,

• okablowania pionowego,

• punktów rozdzielczych,

• gniazd abonenckich,

• połączeń międzysystemowych,

• połączeń międzybudynkowych.

Do budowy okablowania strukturalnego wykorzystywane są następujące elementy:

• szafa rack - standard szaf, stojaków i urządzeń ułatwiających montaż urządzeń sieciowych i serwerowych, na zdjęciu w szafie rack znajduje się: listwa zasilająca (1), router (2), switch (3), przełącznica światłowodowa (4), gniazda światłowodowe (5), gniazda LAN w routerach (6), moduły SFP (zamieniające sygnał optyczny na elektroniczny, do łączenia przewodów światłowodowych z przełącznikiem sieciowym albo routerem) (7) oraz woreczek z zatyczkami gniazd światłowodowych (8),

• patchpanel - pasywny element połączeniowy montowany w szafach rackowych, składa się z szeregu gniazd 8P8C,

• patchcord - krótki, gotowy kabel ze skrętki stosowany w topologii gwiazdy, zakończony wtykami 8P8C,

• keyston - moduł gniazda 8P8C wykorzystywany do budowy gniazd abonenckich.

RNFsnl5zlu2Gi

Zdjęcie przedstawia szafę RACK z urządzeniami sieciowymi. W metalowej obudowie zamontowane są urządzenia sieciowe z licznymi gniazdami. Do niektórych gniazd podłączone są różnokolorowe przewody. Urządzenia i ich elementy oznaczone są liniami i cyframi. W kolejności są to: listwa zasilająca, router, switch, przełącznica światłowodowa, gniazda światłowodowe, gniazda LAN w routerach, moduły SFP - czyli moduły zamieniające sygnał optyczny na elektroniczny, do łączenia przewodów światłowodowych z przełącznikiem sieciowym albo routerem oraz woreczek z zatyczkami gniazd światłowodowych.

Protokół TCP/IP to warstwowy model protokołu komunikacyjnego, którego podstawowym założeniem jest podział całego zagadnienia komunikacji sieciowej na szereg współpracujących ze sobą warstw.

Model TCP/IP składa się z czterech warstw:

• warstwy aplikacji,

• warstwy transportowej,

• warstwy internetu,

• warstwy dostępu do sieci.

W każdej warstwie zaimplementowane zostały szeroko znane i wykorzystywane protokoły sieciowe:

• w warstwie aplikacji: HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, DNS, DHCP, Telnet, SSH, FTP,

• w warstwie transportowej: TCP/UDP,

• w warstwie internetu: IP,

• w warstwie dostępu do sieci: ARP.

R1GdOss5aQAI2

Grafika przedstawia warstwy i protokoły warstw modelu TCP/IP. Model TCP/IP składa się z czterech warstw: warstwy aplikacji, warstwy transportowej, warstwy internetu i warstwy dostępu do sieci. Wyróżnione zostały także protokoły sieciowe: IP, TCP, UDP, HTTP, POP3.

• HTTP, HTTPS - protokół przesyłania dokumentów hipertekstowych ze stron internetowych.

• POP3, SMTP - standardowe protokoły używane do przesyłania poczty elektronicznej.

• DNS - hierarchiczny i zdecentralizowany system nazw używany do identyfikowania komputerów w sieci internet.

• FTP - protokół przesyłania plików.

• DHCP - protokół używany do automatycznego przydzielania adresów IP w lokalnych sieciach komputerowych.

• Telnet, SSH - protokoły umożliwiające pracę zdalną na odległym hoście, SSH jest bezpiecznym protokołem szyfrowanym SSL.

• SSL - protokół szyfrujący umożliwiający bezpieczne działanie usług sieciowych w internecie.

• RDP - zdalny pulpit, pozwalający na dostęp do powłoki zdalnych komputerów wyposażonych w system Windows.

R11AJ8VMOMyqV

Grafika przedstawia zrzut ekranu wiersza polecenia. W górnej części nagłówek: cache usługi DNS wyświetlony w wierszu poleceń systemu Windows. Poniżej okno administratora z wierszem poleceń. Na czarnym tle w kolejnych wierszach zapisane są informacje dotyczące protokołów sieciowych.

Protokoły sieciowe warstwy transportowej:

• TCP - protokół kontroli transmisji, uzupełniający protokół internetowy IP i zapewniający transmisji niezawodne, uporządkowane i sprawdzone pod względem błędów dostarczanie pakietów danych.

• UDP - protokół pozwalający wysyłać do innych komputerów w sieci pakiety danych bez uprzedniego nawiązania połączenia. Nie zapewnia gwarancji dostawy i jest stosowany w przypadku komunikacji w której sprawdzanie i korygowanie błędów nie jest konieczne.

Protokoły sieciowe warstwy internetu:

• IP - protokół komunikacyjny umożliwiający przesyłanie datagramów pomiędzy hostem źródłowym i docelowym wyłącznie na podstawie adresów IP. Protokół odpowiada za adresowanie interfejsów hosta. Występuje w wersji IPv4 i IPv6.

R1E3uWvBBSGne

Grafika przedstawia zrzut ekranu wiersza polecenia. W górnej części nagłówek: konfiguracja interfejsów sieciowych komputera - wiersz poleceń systemu Windows. Poniżej okno administratora z wierszem poleceń. Na czarnym tle w kolejnych wierszach zapisane są informacje dotyczące protokołów sieciowych warstwy transportowej i internetu.

ARP - protokół komunikacyjny wykrywający w sieciach lokalnych powiązanie adresu IP z adresem warstwy łącza danych, jakim jest adres MAC kart sieciowej.

RDRDHv60egY1h

Grafika przedstawia zrzut ekranu wiersza polecenia. W górnej części nagłówek: Tablica ARP - wiersz poleceń systemu Windows. Poniżej okno administratora z wierszem poleceń. Na czarnym tle w kolejnych wierszach zapisane są informacje dotyczące protokołu komunikacyjnego ARP.

Karta sieciowa to urządzenie łączące komputer z lokalną siecią komputerową. Przekształca ramki danych w sygnały, które są przesyłane siecią komputerów.
Na grafice przedstawiona jest karta do podłączenia skrętki komputerowej (1) i karta do podłączenia sieci bezprzewodowej (2).

RGLjT8wi8EWHc

Zdjęcie przedstawia dwie karty sieciowe oznaczone numerami. Obie karty sieciowe składają się z płytek z układem scalonym i metalowej ramki. Pierwsza karta przeznaczona jest do podłączenia skrętki komputerowej. W metalowej ramce znajduje się gniazdo do podłączenia przewodu. Druga karta służy do podłączenia sieci bezprzewodowej. Do ramki przykręcone są dwie proste anteny.

Hub to urządzenie pozwalające przyłączyć do sieci wiele urządzeń przez podłączenie ich do kolejnych gniazd.

Rl5Za8AMR4Ham

Zdjęcie przedstawia hub, czyli urządzenie, które pozwala na przyłączenie do sieci wielu urządzeń. Na przedniej ścianie obudowy znajduje się osiem gniazd do podłączenia przewodów, przycisk włączania lub wyłączania oraz kilka zielonych diod sygnalizujących stan sieci.

Switch oferuje te same funkcje co hub, dodatkowo pozwala podzielić sieć na segmenty; może realizować funkcje zarządzające i monitorujące.

R1dSuIi8CGcdm

Zdjęcie przedstawia switch, czyli urządzenie, które pozwala na przyłączenie do sieci wielu urządzeń, a dodatkowo może je dzielić na segmenty oraz pełnić funkcje zarządzające i monitorujące. W przedniej części obudowy znajdują się ponumerowane diody sygnalizujące stan sieci.

Router to urządzenie wykorzystywane do łączenia dwóch sieci komputerowych.

RImOaMYxW7y6P

Zdjęcie przedstawia router. Niewielkie urządzenie posiada w tylnej części dwie proste anteny. W przedniej części obudowy znajdują się opisane diody sygnalizujące stan sieci.

Punkt dostępowy (Access Point) to urządzenie pozwalające stacjom bezprzewodowym na dostęp do zasobów sieciowych przez sieci bezprzewodowe.

R1O9Y7EoU0NQX

Zdjęcie przedstawia punkt dostępowy. To niewielkie urządzenie, które pozwala na bezprzewodową łączność. W górnej części obudowy znajduje się przycisk włączania lub wyłączania oraz ikony sygnalizujące stan sieci i poziom sygnału sieci bezprzewodowej.

Zapora sieciowa to dedykowany sprzęt komputerowy lub oprogramowanie blokujące niepowołanym użytkownikom dostęp do sieci.

RxotVis4Img2b

Zdjęcie przedstawia zaporę sieciową, czyli urządzenie blokujące niepowołanym użytkownikom dostęp do sieci. W tylnej części obudowy znajdują się gniazda do podłączenia przewodów. Na górnej części obudowy jest naklejka z informacjami o urządzeniu.

Repeater - wzmacniak, zwany też czasami regeneratorem, to urządzenie wzmacniające sygnał niezbędny do zwiększenia zasięgu sieci.

R7smj3mgs8yPm

Zdjęcie przedstawia repeater, czyli urządzenie wzmacniające sygnał niezbędny do zwiększenia zasięgu sieci. Na przedniej ścianie obudowy znajduje się panel z przyciskiem funkcyjnym oraz diodą informującą o parametrach sygnału.

Urządzenia sieciowe mogą być ze sobą łączone, np. router z przełącznikiem i punktem dostępowym.

Na grafice przedstawione są:

• laptop podłączony za pomocą sieci bezprzewodowej (1),

• skrętka komputerowa łącząca router z switchem (2),

• skrętka komputerowa doprowadzająca internet WAN (3),

• switch (4),

• router z funkcją punktu dostępowego (Access Point) (5),

• komputer stacjonarny podłączony za pomocą skrętki komputerowej (6).

RbN9xWFM0n6BI

Zdjęcie przedstawia kilka urządzeń tworzących sieć. Każde urządzenie oznaczone jest cyfrą. Są to w kolejności: laptop podłączony do sieci bezprzewodowo; skrętka komputerowa łącząca router ze switchem; skrętka komputerowa doprowadzająca internet; switch; router z funkcją punktu dostępowego oraz komputer stacjonarny podłączony do sieci za pomocą skrętki komputerowej.