Архитектура современного персонального компьютера. Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь.

Общее представление о компьютере проще всего получить, последовательно раскрывая функциональное назначение тех или иных его аппаратных компонентов, обращая особое внимание на информационное взаимодействие компонентов компьютера.

Центральным устройством компьютера, устройством, которое выполняет программу по обработке данных, является процессор. Процессор может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, видео и звуковую информацию. Все эти виды информации кодируются в последовательности электрических импульсов: есть импульс (1), нет импульса (0), т. е. в последовательности нулей и единиц.

Процессор, оперативная память, звуковая, сетевая, видеокарта и другие устройства компьютера устанавливаются на системной (материнской) плате. Обмен информацией между ними производится по внутренней магистрали, соединяющей все устройства компьютера. Здесь же имеются гнезда для подключения клавиатуры, мыши и других внешних устройств. Современные материнские платы, как правило, имеют встроенные видео- и звуковой выходы.

материнская (системная) плата

Задняя панель материнской (системной) платы.

Процессор (микропроцессор) - самая главная часть компьютера. Он руководит всей работой компьютера и осуществляет связь между остальными частями компьютера, а также между компьютером и человеком. Нередко название компьютера ассоциируется с типом процессора, например, Pentium.

Процессор выполнен в виде сверхбольшой интегральной схемы. Он содержит большое число электронных компонентов, размещенных на маленькой кремниевой пластинке. Их число достигает нескольких миллионов. Характеристиками микропроцессора служат тактовая частота и разрядность.

Вентилятор или кулер для компьютера или ноутбука, предназначен для охлаждения техники.

Продолжая рассматривать материнскую плату, можно обратить внимание и на радиатор с развитой поверхностью, установленный на северный мост чипсета (основа системной платы – это набор микросхем, определяющий основные характеристики системы.). Радиатор увеличивает поверхность, соприкасающуюся с воздухом, за счет чего улучшается естественный теплоотвод.

Внутренняя (оперативная) память реализуется с помощью набора микросхем, установленных на материнской плате. Она предназначена для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно работает.

При выключении питания компьютера стирается вся находящаяся в оперативной памяти информация. Чтобы сохранить результаты обработки надолго, следует воспользоваться каким-либо внешним запоминающим устройством.

Устройства ввода информации

Клавиатура

Стандартным устройством ввода является клавиатура. Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.

Манипуляторы

Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Манипуляторы, как правило, подключаются к коммуникационному порту.

Джойстик

Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану.

Мышь

Мышь - наиболее распространенный вид манипулятора. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Отличительные черты мыши:

Трекбол

Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара.

Трекбол достаточно широко используется в медицинских аппаратно – программных комплексах и диагностической аппаратуре. На снимке внизу показан аппарат для проведения ультразвуковой диагностики со встроенным в клавиатуру трекболом.

Сенсорные устройства ввода

Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.

Сенсорный манипулятор

Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по специальной пластинке – «коврику». Осуществляется полноэкранное управление курсором и разрешающая способность в 1000 точек на дюйм. Используется, в основном, в переносных компьютерах типа NoteBook.

Сенсорный экран

Сенсорный экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Такими устройствами ввода пользуются, например, в справочных системах вокзалов и аэропортов. На рисунке ниже показан сенсорный экран для управления работой аппарата искусственного кровообращения.

Световое перо

Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, дигитайзер

Графический планшет, Дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - "цифра". Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами пользуются архитекторы, дизайнеры.

Устройства сканирования

Термин "сканирование" происходит от английского слова toscan, что означает "пристально всматриваться". Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведение на экране монитора.

Сканер

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера. Отличительные черты сканеров:

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации, а также при создании иллюстративных материалов для презентаций, докладов, рекламы.

Планшетный сканер

Лазерный 3D сканер