Состав персональных компьютеров

Стандартный набор настольного персонального компьютера содержит:

Ø Системный блок (процессорный блок)

Ø Дисплей (Монитор)

Ø Принтер

Ø Клавиатуру

Ø Мышь

В состав системного блока входит:

Ø Материнская плата, на которой находится микропроцессор, оперативная память и шина (магистраль передачи данных между процессором и оперативной памятью и внешними устройствами). Общая шина делится на три отдельных: адресная (1), данных и команд (2), управления, контролирующая процессы передачи (3).

Ø Внешние запоминающие устройства состоят из накопителей и носителей.

Накопители – это устройства, для записи или чтения информации (дисководы, стримеры).

Носители – это среда для хранения информации, т.е. собственно магнитные, магнитооптические и лазерные диски, магнитные ленты.

В зависимости от типа среды носители можно разделить на магнитные, оптические и смешанные.

Магнитные носители – это гибкие диски, ленты, диски типа ZIP (все они сменные) и жесткие (типа Винчестер).

Рисунок.2.15. Винчестер

Жесткий магнитный диск типа Винчестер (см. рисунок 2.15) состоит из нескольких дисков-пластин (алюминиевых или керамических), покрытых магнитным материалом. Название Винчестер происходит от английского названия ружья Винчестер калибра 30/30. Первый жесткий диск имел память верхней и нижней поверхностей 30/30 Мб.

Оптические компакт-диски появились сначала, как только на чтение типа CD-ROM. В 1995/96 годах появились новые устройства, использующие компакт-диски: CD-R (позволяет выполнять однократную запись), CD-RW (допускает многократную перезапись данных на диске), DVD (цифровой универсальный диск с высокой плотностью записи).

Смешанная память представлена флеш-памятью, которая представляет собой микросхему перепрограммируемого ПЗУ (постоянного запоминающего устройства).

Ø Контроллеры или адаптеры – электронные схемы для управления внешними устройствами.

Ø Порты –входы для внешних устройств. Параллельные порты LPT1, LPT2… для принтеров. Передается, по крайней мере, 1 байт, т.е. все 8 бит передаются по своему проводу. Следовательно, параллельный порт содержит 8 проводов. Последовательные порты COM1, COM2,..... для мыши и клавиатуры. Они содержат 1 провод и передают по 1 биту последовательно. На смену устаревшим последовательным и параллельным портам пришел USB порт. Это универсальная последовательная шина, обеспечивающая высокую скорость передачи данных. С интерфейсом USB выпускаются современные УВВ: клавиатуры, мыши др.

F Основные характеристики микропроцессоров: тактовая частота, разрядность и архитектура. У современных микропроцессоров – наличие КЕШ-памяти (cache – тайник).

Тактовая частота ‑ это скорость выполнения элементарных операций в секунду (тактов одной операции).

Разрядность ‑ количество разрядов одновременно участвующих в выполнении операции, т.е. разрядность ячеек памяти - 8-, 16-, 32-, 64-разрядные. В связи с этим существуют 8-, 16-, 32-, 64-разрядные микропроцессоры.

Архитектура микропроцессора – это набор команд, которые могут исполняться процессором.

В настоящее время используются микропроцессоры (МП), имеющие CISC-архитектуру (Complex Instruction Set Computing ‑ полный набор команд) и RISC-архитектуру (Reduced Instruction Set Computing ‑ уменьшенный набор команд).

Отличие их состоит в том, что микропроцессор с CISC- архитектурой содержит полный набор команд, а микропроцессор типа RISC содержит набор простых команд чаще всего встречающихся в программах. Более сложные команды программисты создают из простых. В этих МП на выполнение каждой простой команды за счет их параллельного выполнения тратится один такт (на выполнение самой короткой команды CISC - архитектуры обычно тратится 4 такта).

МП типа RISC не совместимы с CISC МП программно. RISC‑ архитектура позволяет существенно увеличить скорость выполнения команд. Микропроцессоры RISC-архитектуры широко используются для создания суперЭВМ.

МП Intel, начиная с 486-го, содержат ядро RISC, которое выполняет самые простые (и обычно самые распространенные) команды за один такт, а по обычной технологии CISC интерпретируются более сложные команды. В результате обычные команды выполняются быстро, а более сложные и редкие — медленно. Хотя при таком «гибридном» подходе работа происходит не так быстро, данная архитектура имеет ряд преимуществ, поскольку позволяет использовать старое программное обеспечение без изменений.

Первая модель процессора Intel, которая вплотную приблизилась к архитектуре RISC – PentiumPRO (Precision RISC Organization - Полноценная RISC-архитектура).

Устройства ввода-вывода

Монитор (дисплей) – устройство для вывода на экран текстовой и графической информации. Для персонального компьютера используются мониторы следующих типов:

· на основе электроннолучевой трубки (ЭЛТ),

· жидкокристаллические (ЖК, две панели, сделанные из очень чистого стеклянного материала, между которыми содержится тонкий слой жидких кристаллов),

· плазменные мониторы (плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды).

Монитор может работать в двух режимах: текстовом и графическом.

В текстовом режиме экран разбивается на знакоместа, (чаще всего на 25 строк по 80 символов в строке) на каждое из которых выводится один из 256 символов таблицы стандарта ASCII.

В графическом режиме на экран выводятся изображения по пикселям (picture element). Важными параметрами видеосистемы являются : разрешающая способность, палитра и размер видеопамяти. Для монитора важным параметром является степень соответствия стандартам экологической безопасности.

Разрешающая способность выражается количеством пикселей по горизонтали и вертикали.

Палитра - это множество цветов, которые способна отображать видеосистема.

Видеосистема компьютера содержит, кроме монитора, видеоадаптер, содержащий собственную память (видеопамять). Изображение на экране формируется в видеопамяти процессором. Для черно-белых мониторов 1 пикселю соответствует 1 бит видеопамяти. Для цветных - 1 пикселю может соответствовать от 0,5 до 3-х байтов. В соответствии с этим количество воспроизводимых цветов меняется от 16 (2⁴) - 256 (2⁸) - 65000 (2¹⁶) - 16,7 млн. (2²⁴).

Размер видеопамяти компьютера зависит от требований к разрешающей способности и палитре.

Формула для подсчета видеопамяти — (количество пикселей по горизонтали * количество пикселей по вертикали) * количество байт.

Разные типы мониторов имеют различные возможности для показа изображений. Мониторы типа SVGA (Super Video Graphics Adapter) поддерживают разрешение до 1600*1200 и цветовую палитру — 65000 цветов (HiColor) и 16,7 млн. цветов (TrueColor). Существуют мониторы PGA (Professional Graphics Adapter) — свыше 16 млн. цветов.

Важными характеристиками монитора являются также размер зерна и частота кадровой развертки (количество кадров в единицу времени). Если частота кадровой развертки >= 25, то человеческий глаз не воспринимает смену кадров.

Выбирая монитор, следует учитывать такие характеристики, как размер по диагонали и соответствие стандартам безопасности.

Клавиатура – устройство ввода, на которой располагаются следующие группы клавиш:

Ø Алфавитно-цифровые и знаковые

Ø Функциональные (F1 – F12)

Ø Служебные клавиши для редактирования – INS (INSERT), DEL (DELETE)

Ø Служебные клавиши для смены регистров и модификации кодов других клавиш ‑ ALT (ALTERNATE), Ctrl (CONTROL), SHIFT

Ø Клавиши для управления курсором (стрелки, Home, End, PgUp, PgDn)

Ø Служебные клавиши для фиксации регистров - CapsLock, NumLock, ScrollLock

Ø Специальные клавиши – ESC (ESCAPE), TAB, ENTER, BACKSPACE

Ø Вспомогательные клавиши – PrtSc (PrintScreen), +, -, Break

Клавиатура стандартизована, она содержит по 101-103 клавиши по стандарту QWERTY и различается расположением служебных клавиш.

Принтер – устройство вывода на печать. Основу принтера составляет сложный электромеханический агрегат, обеспечивающий формирование изображения, продвижение бумаги, подачу красителя и др. Кроме того, в состав принтера входит электронная схема управления и буферное запоминающее устройство, где хранится очередная порция информации для вывода.

Виды принтеров отличаются способами нанесения красителя на бумагу:

Ø Матричные (ударные, игольчатые, 9-48-игольные).

Ø Струйные (безударные, используются специальные чернила, вместо иголок - трубки (сопла), 12-64 тр., высокое быстродействие, бесшумность и довольно высокое качество).

Ø Лазерные (используется принцип ксерографии: изображение формируется на специальном барабане с помощью лазерного луча, а затем оттиском с подогревом закрепляется на бумаге; их отличает высокая скорость, они снабжены собственной оперативной памятью 2Мб и выше и содержат интерпретаторы с языков описания страниц - Postscript фирмы Adobe и PCL фирмы Hewlett-Packard).

Манипулятор "Мышь " – устройство ввода для управления курсором на экране монитора. Наиболее распространены механические мыши с шариком в основании, однако самые точные и надежные, но дорогие - оптические мыши. Разные модели манипуляторов типа "Мышь" для IBM PС могут иметь две или три кнопки. Но большинство программ поддерживает стандарт Microsoft Mouse - работу с двумя кнопками. Как правило, активно используется левая кнопка "мыши", правая - вспомогательная. В последнее время широко распространены беспроводные «мыши», передающие сигналы по инфракрасному каналу в компьютер.

Внешние устройства для ПК

Устройства ввода	Устройства вывода
1. Клавиатура 2. Мышь ручные 3. Джойстик манипуляторы 4. Трекбол, Трекпоинт 5. Микрофон 6. Сканер 7. Дигитайзер ‑ планшет для рисования специальным пером	1. Дисплей (Монитор) 2. Принтер 3. Плоттер (графопостроитель) 4. Колонки 5. Наушники
	Устройства ввода-вывода
	1. Видеокамера 2. Магнитофон 3. Видеомагнитофон 4. Модем

Контрольные вопросы:

1. Назовите известные Вам фамилии ученых, которые внесли большой вклад в развитие вычислительной техники

2. Назовите основные принципы Джона фон Неймана, используемые в разработке любой ЭВМ. Какова структура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана?

3. Дайте определение основных компонентов ЭВМ

4. Назовите основные классы и особенности современных ЭВМ

5. Назовите типы персональных компьютеров

6. Каков состав персональных компьютеров?

7. Какую архитектуру имеют современные микропроцессоры?

8. Перечислите устройства ввода для ПК.

9. Из каких компонентов состоит видеосистема персонального компьютера?

10. В каких режимах может работать монитор?

11. По какому стандарту организована клавиатура, назовите основные группы клавиш

12. Какие виды принтеров Вам известны?