Другой подход к классификации состоит в разделении вычислительных систем по способам обработки множественного потока команд.

Одним конвейерным устройством обработки, работающем в режиме разделения времени для отдельных потоков. Такая возможность используется в MIMD-компьютерах, которые обычно называют конвейерными или векторными. В основе векторных компьютеров лежит концепция конвейеризации, т.е. явного сегментирования арифметического устройства на отдельные части, каждая из которых выполняет свою подзадачу для пары операндов.

Каждый поток обрабатывается своим собственным устройством. Такая возможность используется в параллельных компьютерах. В основе параллельного компьютера лежит идея использования для решения одной задачи нескольких процессоров, работающих сообща, причем процессоры могут быть как скалярными, так и векторными.

Классификация архитектур вычислительных систем нужна для того, чтобы понять особенности работы той или иной архитектуры, но она не является достаточно детальной, чтобы на нее можно было опираться при создании МВС, поэтому следует вводить более детальную классификацию, которая связана с различными архитектурами ЭВМ и с используемым оборудованием.

. Другие подходы к классификации ВС

Наличие большого разнообразия систем с архитектуройМIМDделает классификацию Флинна не вполне адекватной. Поэтому разрабатывались и другие подходы к классификации.

Классификация Джонсона: предлагается проводить классификацию МIМD-архитектур на основе структуры памяти и реализации механизма взаимодействия и синхронизации между процессорами.

Классификация Базу: любая параллельная ВС может быть однозначно описана последовательностью решений, принятых при её проектировании, а сам процесс проектирования представить в виде дерева. Корень дерева – это ВС, а последующие уровни формируют описание системы, определяя метод реализации алгоритма, параллелизм исполнения команд и способ управления.

Классификация Дункана: из класса параллельных ВС надо исключить ЭВМ, в которых параллелизм заложен лишь на самом низком уровне, включая:

· Конвейеризацию на этапе подготовки и выполнения команд, т.е. частичное перкрытие таких этапов, как дешифрация команды, вычисление адресов операндов и т.д.

· Наличие в архитектуре нескольких независимых функциональных устройств, например, позволяющих параллельно выполнять арифметические и логические операции

· Наличие отдельных процессоров ввода-вывода.

Причина исключения объясняется тем, что если рассматривать компьютеры, реализующие параллелизм только на самом низком уровне, наряду с остальными, то тогда практически все существующие системы можно рассматривать как параллельные.

Дункан определяет параллельную архитектуру как такой способ организации ВС, при котором допускается, чтобы множество процессоров могло работать одновременно, взаимодействуя по мере надобности друг с другом.

Синхронные	Векторные	Матричные
SIMD
Систолические	С ассоциативной памятью
MIMD	С распределённой памятью
С общей памятью
ЭВМ, использующие идею MIMD	MIMD/ SIMD
Dadaflow
Reduction
Wavefront

 

14. Уровни и средства комплексирования ВС.

При создании ВС стараются обеспечить несколько путей передачи данных, что позволяет достичь надежности, гибкости функционирования ВС. Эффективность обмена информацией определяется скоростью передачи и возможными объёмами данных, передаваемых по каналам взаимодействия. Это зависит от средств, обеспечивающих взаимодействие отдельных элементов, и уровня управления процессами, на котором это взаимодействие осуществляется. Сочетание различных уровней обмена данными между элементами наиболее полно используется в суперЭВМ. Там предусмотрены такие уровни комплексирования:

· Прямого управления (процессор – процессор)

· Общей ОП

· Комплексируемых каналов ввода-вывода

· Устройств управления внешними устройствами

· Общих внешних устройств

На каждом уровне используются специальные ТС и ПС, обеспечивающие обмен информацией.

ОС 1

Процессор 1

Уровень 1

ОС 2

Процессор 2

ОП 1

ОП 1

Каналы связи 1

Каналы связи 2

Внешние устройства 1

Внешние устройства 2

Уровень 2

Уровни 3, 4, 5

Уровень прямого управления служит для передачи коротких однобайтовых приказов-сообщений. Процессор-инициатор обмена по интерфейсу прямого управления передаёт в блок прямого управления байт-сообщение и выдаёт команду «прямая запись». В другом процессоре эта команда вызывает прерывание типа «внешнее». В ответ он выдаёт команду «прямое чтение» и записывает передаваемый байт в свою память. Затем принятая информация расшифровывается и по ней принимается решение.когда передача завершится, прерывания снимаются, и оба процессора продолжают выполнять свои программы. Очевидно, что этот уровень не может использоваться для передачи больших массивов данных, но удобен для оперативного взаимодействия сигналами. У ПК этот уровень соответствует комплексированию процессоров, подключаемых к системной шине.

Уровень общей ОП является самым предпочтительным для оперативного взаимодействия процессоров. Этот метод эффективен при небольшом числе обслуживаемых абонентов.

Уровень комплексируемых каналов ввода-вывода предназначен для передачи больших объёмов информации между блоками ОП сопрягаемых ЭВМ. Обмен данными между ЭВМ выполняется с помощью адаптера «канал-канал» (АКК) и команд «чтении» и «запись». Адаптер согласует скорости работы сопрягаемых каналов. Скорость обмена данными определяется скоростью самого медленного канала. Скорость передачи данных на этом уровне составляет несколько мегабит в секунду. В ПК этому уровню взаимодействия соответствует подключение периферийной аппаратуры через контроллеры и адаптеры.

Уровень устройств управления внешними устройствами (УВУ) предполагает использование встроенного в УВУ двухканального переключателя и команд «зарезервировать» и «освободить». Двухканальный переключатель позволяет подключать УВУ одной ЭВМ к каналам других ЭВМ. По команде «зарезервировать» канал-инициатор обмена получает доступ через УВУ к любым устройствам внешней памяти. Обмен канала с накопителями продолжается до полного завершения и получения команды «освободить». Только после этого УВУ может подключиться к другому каналу.

На четвёртом уровне комплексирования с помощью аппаратуры передачи данных (АПД) (мультиплексоры, сетевые адаптеры, модемы и т.д.) обеспечивается возможность сопряжения с каналами связи. Эта аппаратура позволяет создавать сети ЭВМ.

Пятый уровень предполагает использование общих внешних устройств. Для подключения отдельных устройств используется автономный двухканальный переключатель.

Пять уровней комплексирования являются логическими, т.к. они объединяют на каждом уровне разнотипную аппаратуру, имеющую похожие методы управления. Каждое из устройств может иметь логическое имя, используемое в прикладных программах. Этим достигается независимость программ пользователей от конкретной физической конфигурации системы. Связь логической структуры программы и конкретной физической структуры ВС обеспечивается ОСом различными средствами: директивами пользователя, при генерации ОС, командами оператора ЭВМ. Разные уровни комплексирования позволяют создавать разные структуры ВС.

Второй логический уровень позволяет создавать многопроцессорные ВС. Обычно он дополняется первым уровнем, что повышает оперативность взаимодействия процессоров. ВС сверхвысокой производительности должны строиться как многопроцессорные. Центральный блок такой системы – быстродействующий коммутатор, обеспечивающий необходимые подключения процессоров и каналов к общей ОП.

Уровни 1, 3, 4, 5 обеспечивают построение различных многомашинных комплексов. Чаще всего используется комбинация 3 и 4. целесообразно дополнять их первым уровнем.

Пятый уровень комплексирования используется в редких специальных случаях, когда в качестве внешнего объекта используется какое-то дорогое уникальное устройство. В других случаях этот уровень малоэффективен. Любое ВУ является недостаточно надёжным, а, значит, если можно управлять не одним, а несколькими ВУ, выгоднее использовать 4-й уровень комплексирования.

 

15. Классификация архитектуры вычислительных систем с параллельной обработкой данных.

См вопр 13 выделено голубым

 

16. Обобщенные представления об архитектуре вычислительных машин, систем и сетей

 

Рассматривая архитектуру ЭВМ, вычислительных систем, суперкомпьютеров и информационно-вычислительных сетей с общих позиций и абстрагируясь от деталей, можно воспользоваться следующей схемой.

DP – процессор данных, IP- процессор команд

Здесь используется принципы классификации Скилликорна, построенной на следующих элементах-объектах:

· процессор команд (IP — Instruction Processor) — функциональное устройство, работающее как интерпретатор команд; в системе, вообще говоря, может отсутствовать;

· процессор данных (DP — Data Processor) — функциональное устройство, работающее как преобразователь данных, в соответствии с арифметическими операциями;

· иерархия памяти (IM — Instruction Memory, DM — Data Memory) — запоминающее устройство, в котором хранятся данные и команды, пересылаемые между процессорами;

· переключатель — абстрактное устройство, обеспечивающее связь между процессорами и памятью.

таким образом, имеются:

• процессоры и блоки памяти — информационно-вычислительная среда;

• средства коммутации и коммуникации — коммуникационно-коммутационная среда.

Все эти компоненты присутствуют как в ЭВМ, так и в вычислительных сетях и системах (суперЭВМ).

 

 

17. Процессор. Характеристика и интерфейс.

 

Процессором называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращения к оперативной памяти, в нужных случаях инициирует работу периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы, поступающие из устройств машины и из внешней среды (“запросы прерывания”).

 

Процессор занимает центральное место в структуре ЭВМ, так как он осуществляет управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав ЭВМ.

 

Выполнение команды (машинной операции) разделено на более мелкие этапы — микрооперации (микрокоманды), во время которых выполняются определенные элементарные действия. Конкретный состав микроопераций определяется системой команд и логической структурой данной ЭВМ. Последовательность микроопераций (микрокоманд), реализующих данную операцию (команду), образует микропрограмму операции.

 

Для определений временных соотношений между различными этапами операции используется понятие машинного такта. Машинный такт определяет интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций. Границы тактов задаются синхросигналами, вырабатываемыми специальной схемой — генератором синхросигналов.

 

Таким образом, может быть установлена следующая иерархия этапов выполнения программ в процессоре: программа, команда (микропрограмма), микрооперация (микрокоманда).

 

В процессор входят: арифметическо-логическое устройство АЛУ, управляющее устройство (управляющий автомат) УУ, блок управляющих регистров БУР, блок регистровой памяти (местная память) и блок связи с ОП и некоторым другим, в том числе внешним по отношению к ЭВМ, оборудованием.

 

В состав процессора могут также входить и некоторые другие блоки, участвующие в организации вычислительного процесса (блок прерывания, блок защиты памяти, блок контроля правильности работы и диагностики процессора и др.). Оперативная (основная) память выполняется в виде отдельного устройства, хотя в небольших ЭВМ может конструктивно объединяться с процессором и использовать частично его оборудование.

 

Арифметическо-логическое устройство процессора выполняет логические и арифметические операции над данными. В общем случае в АЛУ выполняются логические преобразования над логическими кодами фиксированной и переменной длины (над отдельными битами, группами бит, байтами и их последовательностями), арифметические операции над числами с фиксированной и плавающей точками, над десятичными числами, обработка алфавитно-цифровых слов переменной длины и др. Характер выполняемой АЛУ операции задается командой программы.

 

В процессоре может быть одно универсальное АЛУ для выполнения всех основных арифметических и логических преобразований или несколько специализированных для отдельных видов операций. В последнем случае увеличивается количество оборудования процессора, но повышается его быстродействие за счет специализации и упрощения схем выполнения отдельных операций.

 

Управляющее устройство (управляющий автомат)вырабатывает последовательность управляющих сигналов, инициирующих выполнение соответствующей последовательности микроопераций, обеспечивающей реализацию текущей команды.

 

Блок управляющих регистров предназначен для временного хранения управляющей информации. Он содержит регистры и счетчики, участвующие в управлении вычислительным процессом: регистры, хранящие информацию о состоянии процессора, регистр-счетчик адреса команды – счетчик команд (СчК), счетчики тактов, регистр запросов прерывания и др. К блоку управляющих регистров следует также отнести управляющие триггеры, фиксирующие режимы работы процессора.

 

Для повышения быстродействия и логических возможностей процессора и микропроцессора в их состав включают блок регистровой памяти (местную память) небольшой емкости, но более высокого, чем ОП, быстродействия. Регистры этого блока (или ячейки местной памяти) указываются в командах программы путем укороченной регистровой адресации и служат для хранения операндов, в качестве аккумуляторов (регистров результата операций), базовых и индексных регистров, указателя стека.

 

Местная память выполняется главным образом на быстродействующих полупроводниковых интегральных ЗУ.

 

Блок связи (интерфейс процессора) организует обмен информацией процессора с оперативной памятью и защиту участков ОП от недозволенных данной программе обращений, а также связь процессора с периферийными устройствами и внешним по отношению к ЭВМ оборудованием (другими ЭВМ и т.п.).

Основными характеристиками центральных процессоров являются:

 

1. тип архитектуры или серия (Intel x86, Intel Pentium, Pentium overdrive, RISC …)

2. система поддерживаемых команд (standard 86/88, 286, 386, 486, Pentium, MMX) и адресации (real mode, protected mode, virtual mode, EMS, paging).

3. разрядность (бит)

4. тактовая частота (МГц)

5. величина питающего напряжения (Вольт)

 

Тип архитектуры, как правило, определяется фирмой производителем оборудования. Все крупнейшие фирмы, производящие электронное оборудование для IBM-PC-совместимых компьютеров и выпускающие свои типы центральных процессоров вносят изменения в базовую архитектуру процессоров серии Intel x86 или разрабатывают свою. С типом архитектуры тесно связан набор поддерживаемых команд или инструкций, и их расширений. Эти два параметра, в основном, определяют качественный уровень возможностей персонального компьютера и в большой степени уровень его производительности.

 

Разрядность центрального процессора определяет его поколение и принципиально влияет на скорость передачи информации между другими устройствами и процессором. Первые процессоры серии Intel x86 имели разрядность 8 бит и могли передавать и принимать информацию по одному байту. Современные микро-процессоры персональных компьютеров IBM-PC имеют разрядность 32 бита для передачи информации внешним устройствам и 64 бита – для внутренних операций с информаций. Для конвейерной архитектуры современных процессоров характерно повышение разрядности с развитием технологии производства и удешевлением современных технологий передачи информации и производства однокристальных микро-чипов.

 

Тактовая частота процессора определяет минимальный квант времени за который процессор выполняет некоторую условную элементарную инструкцию. Тактовые частоты измеряются в мегагерцах и определяют количественные характеристики производительности компьютерных систем в целом. Чем больше (выше) тактовая частота, тем быстрее работает центральный процессор. {ewl MVIMG, MVIMAGE,!cooller1.shg} В настоящее время технология производства центральных процессоров с высокой производительностью предусматривает их работу на очень высоких тактовых частотах (до 200 МГц и более), вследствие чего, устройства необходимо принудительно охлаждать. Для принудительного охлаждения процессоров используются пассивные системы – в виде радиаторов и активные системы – в виде радиаторов с вентиляторами. Многие процессоры оснащаются внутренними схемами умножения базовой тактовой частоты материнской платы. Такие процессоры имеют маркировку DX2 – удваивают DX4 – утраивют исходную тактовую частоту и, тем самым, работают в два и три раза быстрее. Однако, все остальные устройства работают на базовой тактовой частоте. Необходимо понимать, что тактирующий генератор расположен на материнской плате, а тактовая частота центрального процессора определяет его максимальные возможности работать на соответствующей частоте.

 

интерфейс процессора) организует обмен информацией процессора с оперативной памятью и защиту участков ОП от недозволенных данной программе обращений, а также связь процессора с периферийными устройствами и внешним по отношению к ЭВМ оборудованием (другими ЭВМ и т.п.).

Пакет центрального процессора связан с системной платой через разъем некоторой формы - гнездо (Socket) в первом и слот (Slot) во втором случае. Длительное время в основном использовался разъем типа гнездо. Затем оба главных изготовителя персонального компьютера (Intel и AMD) переключились на стиль слота. После относительно короткого периода времени они оба опять перешли к разъемам гнездо.

http://sd-company.su/article/computers/interface_processor

ТАБЛИЦА ХАРАКТЕРИСТИК НЕКОТОРЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ ПРОЦЕССОРОВ

Наименование	Число контактов	Описание
Socket 1/Socket 8	169/387	Использовались в платах i486, Pentium OverDrive, Pentium ММХ и Pentium Pro
Slot 1		Поддерживается кэш-память L1 до 512 Кбайт, состоящая из двух по 256 Кбайт. Использовался для центрального процессора Pentium 2, Pentium 3 и Celeron
Slot 2		Аналогичен разъему Slot 1, однако может поддерживать до 2 Мбайт кэш-памяти, работающей на частоте центрального процессора. Использовался для Pentium ll/lll Xeon
Slot A		Разработан для AMD Athlon, механически совместим с разъемом Slot 1, но поддерживает совершенно другие электрические цепи
Socket 370		Заменяет Slot 1 для центрального процессора Celeron с 1999 года Также используется для центрального процессора Pentium 3 Coppermine и Tualatin в вариантах, известных как FC-PGA и FC-PGA2 соответственно
Socket A/462		Разработан для процессора AMD Athlon (Thunderbird), который содержал на кристалле кэш-память L2
Socket 423		Введен для удовлетворения новых требований Pentium IV, который поддерживал новую системную шину (FSB). Включает теплорассеиватель
Socket 603		Предназначен для Pentium IV. Дополнительные контакты ориентированы на центральный процессор, которые будут содержать на кристалле кэш-память, а также для подключения других процессоров в мультипроцессорных системах
Socket 478		Разработан для поддержки 0.13-мкм технологий для центрального процессора Pentium IV Northwood в 2002 году Используется технология uPGA (micro Pin Grid Array)
Socket 754		Введен AMD для 64-разрядных процессоров Athlon 64 осенью 2003 года
Socket 940		Разработка AMD для центрального процессора Opteron и Athlon 64 FX. Для последнего был заменен позднее на Socket 939, который ориентирован на более дешевые системные платы
Socket 939		Выпущен AMD осенью 2004 года для использования как в Athlon 64 (ранее - Socket 754), так и Athlon 64 FX (ранее - Socket 940)
LGA775/Socket T		Land Grid Array 775 - введен Intel летом 2004 года Используется для процессоров - Pentium 4, Celeron D, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium D, Core 2 Duo
Socket 479		Также известен как mPGA479M и наиболее распространен как разъем для Pentium М (мобильный процессор)
Socket AM2		Выпущен AMD в 2006 году для Athlon 64 Х2 на 5000+ и 4000+

 

 

18. Иерархическая организация памяти.

Память – один из блоков ЭВМ, состоящий из запоминающих устройств (ЗУ) и предназначенный для запоминания, хранения и выдачи информации (алгоритма обработки данных и самих данных).

Основными характеристиками отдельных ЗУ являются емкость памяти, быстродействие и стоимость хранения единицы информации (бита).

Быстродействие (задержка) памяти определяется временем доступа и длительностью цикла памяти. Время доступа представляет собой промежуток времени между выдачей запроса на чтение и моментом поступления запрошенного слова из памяти. Длительность цикла памяти определяется минимальным временем между двумя последовательными обращениями к памяти.

Требования к увеличению емкости и быстродействия памяти, а также к снижению ее стоимости являются противоречивыми.Чем больше быстродействие, тем технически труднее достигается и дороже обходится увеличение емкости памяти.

Как и большинство устройств ЭВМ, память имеет иерархическую структуру. Обобщённая модель такой структуры, отражающая многообразие ЗУ и их взаимодействие, представлена на рис. 36. Все запоминающие устройства обладают различным быстродействием и емкостью. Чем выше уровень иерархии, тем выше быстродействие соответствующей памяти, но меньше её емкость.

К самому высокому уровню - сверхоперативному - относятся регистры управляющих и операционных блоков процессора, сверхоперативная память, управляющая память, буферная память (кэш-память).

На втором оперативном уровне находится оперативная память (ОП), служащая для хранения активных программ и данных, то есть тех программ и данных, с которыми работает ЭВМ.

На следующем более низком внешнем уровне размещается внешняя память.

Рис. 36. Иерархическая структура памяти

Местная память (регистровая память процессора) входит в состав ЦП (регистры управляющих и операционных блоков процессора) и предназначена для временного хранения информации. Она имеет малую ёмкость и наибольшее быстродействие. Такая память построена на базе регистров общего назначения, которые конструктивно совмещены с процессором ЭВМ. Этот тип ЗУ используется для хранения управляющих и служебных кодов, а также информации, к которой наиболее часто обращается процессор при выполнении программы.

Иногда в архитектуре ЭВМ регистровая память организуется в виде сверхоперативного ЗУ с прямой адресацией. Такая память служит для хранения операндов, данных и служебной информации, необходимой процессору.

Управляющая память предназначена для хранения управляющих микропрограмм процессора и выполняется в виде постоянного ЗУ (ПЗУ) или программируемого постоянного ЗУ (ППЗУ). В системах с микропрограммным способом обработки информации УП применяется для хранения однажды записанных микропрограмм, управляющих программ, констант.

В функциональном отношении в качестве буферной памяти рассматривается кэш-память, которая размещается между основной (оперативной) памятью и процессором. Основное назначение кэш-памяти - кратковременное хранение и выдача активной информации процессору, что сокращает число обращений к основной памяти, скорость работы которой меньше, чем кэш-памяти. Кэш-память не является программно доступной. В современных ЭВМ различают кэш первого и второго уровней. Кэш первого уровня интегрирована с блоком предварительной выборки команд и данных ЦП и служит, как правило, для хранения наиболее часто используемых команд. Кэш второго уровня служит буфером между ОП и процессором. В некоторых ЭВМ существует кэш-память отдельно для команд и отдельно для данных.

Оперативная память (ОЗУ)служит для хранения информации, непосредственно участвующей в вычислительном процессе. Из ОЗУ в процессор поступают коды и операнды, над которыми производятся предусмотренные программой операции, из процессора в ОЗУ направляются для хранения промежуточные и конечные результаты обработки информации.

Внешняя память (ВнП) используется для хранения больших массивов информации в течении продолжительного периода времени. Обычно ВнП не имеет непосредственной связи с процессором. В качестве носителя используются магнитные диски (гибкие и жёсткие), лазерные диски и др.

Сравнительно небольшая емкость оперативной памяти (8 - 64 Мбайта) компенсируется практически неограниченной емкостью внешних запоминающих устройств. Однако эти устройства сравнительно медленные - время обращения за данными для магнитных дисков составляет десятки микросекунд. Для сравнения: цикл обращения к оперативной памяти (ОП) составляет 50 нс. Исходя из этого, вычислительный процесс должен протекать с возможно меньшим числом обращений к внешней памяти.

 

 

19. Кэш – память

Кэш— промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника.

Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами, веб-серверами, службами DNS и WINS. Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом или блоком данных, которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.

Когда клиент кэша обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись, то используются элементы данных в кэше. Если в кэше не найдена запись, содержащая затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становится доступным для последующих обращений.

Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней. Максимальное количество кэшей — четыре. Самым быстрым является кэш первого уровня он является неотъемлемой частью процессора, расположен на одном с ним кристалле и входит в состав функциональных блоков. Вторым по быстродействию является кэш второго уровня обычно, как и L1, расположен на одном кристалле с процессором Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень большим — более 24 Мбайт. В многопроцессорных системах находится в общем пользовании и предназначен для синхронизации данных различных L2.

четвёртый уровень кэша, применение для многопроцессорных высокопроизводительных серверов и мейнфреймов. Обычно он реализован отдельной микросхемой.

 

20. Устройство ПК на процессорах

Базовая конфигурация ПК содержит:

· системный блок;

· монитор;

· клавиатура;

· мышь;

· периферийные устройства.

Архитектура современного ПК, как уже говорилось ранее, построена на магистрально-модульном принципе:

СИСТЕМНЫЙ БЛОК

Это основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты, называемые внутренними. Устройства, подключаемые к нему снаружи, называются внешними или периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса ПК выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (bigtower), среднеразмерный (miditower) и малоразмерный (minitower). Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От параметра форм-фактор зависят требования к размещаемым устройствам. В настоящее время используются корпуса bigtower форм-фактора ATX. Форм-фактор корпуса обязательно должен быть согласован с форм-фактором главной платы компьютера – материнской платой.

Корпус ПК поставляется с блоком питания мощностью 250-300 Вт.

МОНИТОР

Это устройство визуального представления данных. Его основные потребительские параметры: тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

· Тип монитора – на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и плоские жидкокристаллические (ЖК) (рисунок 1).

· Размер монитора измеряется между противоположными углами видимой части экрана по диагонали в дюймах (1дюйм=25.4 мм).

· Частота регенерации изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение и измеряется в герцах (Гц). Для ЭЛТ-мониторов частота 75-100 Гц, для ЖК-мониторов – 75 Гц.

· Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения безопасности.

Для ЖК – монитора:

· Разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

· Размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.

· Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) — отношение ширины к высоте (5:4, 4:3, 3:2 {15÷10} 8:5 {16÷10}, 5:3 {15÷9}, 16:9 и др.)

· Видимая диагональ — размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.

· Контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.

· Яркость — количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

· Время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Составляется из двух величин:

· время буферизации — input lag. Высокое значение мешает в динамичных играх; обычно умалчивается; измеряется сравнением с кинескопом в скоростной съёмке. Сейчас (2011) в пределах 20—50 мс; в отдельных ранних моделях достигало 200 мс.

· время переключения — именно оно указывается в характеристиках монитора. Высокое значение ухудшает качество видео; методы измерения неоднозначны. Сейчас практически во всех мониторах заявленное время переключения не превышает 10 мс.

· Угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению. Некоторые производители указывают в тех. параметрах своих мониторов углы обзора такие к примеру как: CR 5:1 — 176°/176°, CR 10:1 — 170°/160°. Аббревиатура CR (contrast rate) обозначает уровень контрастности при указанных углах обзора относительно перпендикуляра к экрану. При углах обзора 170°/160° контрастность в центре экрана снижается до значения не ниже чем 10:1, при углах обзора 176°/176° не ниже чем до значения 5:1.

· Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.

КЛАВИАТУРА

для ввода алфавитно-цифровых данных и команд управления

Используется стандартная 101-клавишная клавиатура, 104-клавишная (под Windows95) или 107-клавишная. Расположения клавиш соответствует стандарту печатающих машин.

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем:

· При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) контроллер клавиатуры генерирует скан-код.

· Скан-код поступает в порт (микросхема, связывающая процессор с устройствами ПК) клавиатуры, который выдает прерывание с номером 9.

· Процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания находит программу обработки прерывания.

· Программа-обработчик направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код нажатой клавиши, загружает его в свои регистры и затем под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.

· Обработчик прерывания отправляет полученный код символа в буфер клавиатуры и прекращает свою работу.

· Процессор возвращается к отложенной задаче.

· Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда программа, для которой он предназначался, например текстовый редактор.

Все клавиатуры используют один из трех интерфейсов: AT; PS/2; USB.

МЫШЬ

Это устройство управления манипуляторного типа Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора.

В отличие от клавиатуры мышь не является стандартным органом управления, поэтому ПК не имеет для нее выделенного порта. В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной программы – драйвера мыши. Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок (щелчок или клик). Перемещения мыши и щелчки являются событиями с точки зрения драйвера мыши. Анализируя эти события, он устанавливает, когда произошло событие, и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой пользователь работает в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Используемые интерфейсы:

· COM;

· PS/2;

· USB.