1.4.5 Карманные компьютеры

Карманные компьютеры (Palm Top, наладонные) - персональные компьютеры имеющие микропроцессор, оперативную и постоянную память, жидкокристаллический дисплей, портативную клавиатуру; порт-разъем (часто беспроводной инфракрасный) для подключения к стационарному ПК и другим внешним устройствам.

Рассмотрим наиболее важные характеристики карманных компьютеров:

-обмен данным с настольными компьютерами;

-подключение печатающего устройства для распечатки документов;

-работа с электронной почтой и сетью Интернет, аудиосистемами;

-долговременная работа в автономном режиме;

По способу ввода информации КПК можно классифицировать на: бесклавиатурные и клавиатурные. В первых ввод информации осуществляется с помощью специального пера, хранящегося в корпусе. Вторые имеют миниатюрную клавиатуру, похожую по своим возможностям на стандартную обычных настольных ПК. Кроме того поддерживается возможность работы с помощью пера через сенсорный экран.

По используемым операционным системам карманные компьютеры можно также классифицировать на: Palm OS, EPOC и Windows СЕ.

1.4.6 Электронные секретари

Электронные секретари (PDA - Personal Digital Assistance) имеют размер карманного компьютера и снабжены аппаратным и встроенным программным обеспечением, предназначенным для создания электронных справочников, в которых хранятся данные (адреса, номера телефонов и т.д.), кроме этого в качестве дополнительного программного обеспечения используются текстовые редакторы, электронные таблицы.

Практически все PDA имеют в своем составе модемы для обмена информацией с другими ПК. Некоторые из них имеют автоматические номеронабиратели, радиомодемы, инфракрасные порты.

Ввод информации может производится следующими способами: клавиатурой, пером (сенсорный экран, перо и экранная эмуляция клавиатуры), гибридный ввод (с клавиатуры выбор пунктов меню, пером рукописные записи.

Электронные секретари имеют небольшой жидкокристаллический дисплей, а также возможность наращивания ресурсов, используя PCMCIA.

1.4.7 Электронные записные книжки

Электронные записные книжки (Organizer) устройства не программируемые пользователем, имеют память емкостью от 2 до 256 Кбайт, в которую можно записать необходимую информацию, а затем с помощью встроенного текстового редактора отредактировать ее. Кроме того, имеется внутренний таймер и возможность звукового напоминания события в заданное время, защита информации от несанкционированного доступа.

Органайзер имеет небольшой монохромный жидкокристаллический дисплей, разъем для подключения к компьютеру, аккумулятор, обеспечивающий хранение в течение длительных сроков без подзарядки.

2 Состав персонального компьютера

Основные блоки ПК:

1. Микропроцессор (устройство управления, арифметико-логическое устройство, микропроцессорная память, интерфейсная система, порт ввода-вывода, генератор тактовых импульсов, математический сопроцессор).

2. Системная шина.

3. Основная память (постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство).

4. Внешняя память (накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД), адаптер НЖМД, накопитель на гибком магнитном диске (НГМД), адаптер НГМД).

5. Источник питания.

6. Таймер.

7. Внешние устройства (дисплей и видеоадаптер, сетевой адаптер и канал связи, адаптер печатающего устройства, принтер, интерфейс клавиатуры, клавиатура).

8. Дополнительные устройства (контроллер прямого доступа к памяти, контроллер прерываний, сопроцессор ввода-вывода).

Микропроцессор (МП) представляет собой устройство, предназначенное для управления работой всех узлов компьютера и выполнения арифметических и логических операции над данными.

В его архитектуру входят следующие устройства:

Устройство управления (УУ). Формирует: из опорной последовательности импульсов от генератора тактовых импульсов в определенные временные интервалы сигналы (импульсы) управления и подает их во все узлы компьютера; адреса ячеек памяти для выполняемой операции и передает их для обработки в специальные узлы компьютера;

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет арифметические и логические операции над числовой и символьной информацией.

Микропроцессорная память (МПП). Базируется на регистрах и используется для записи и выдачи непосредственно обрабатываемой информации. Обеспечивает высокое быстродействие компьютера при вычислении;

Замечание.

Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в сравнении с ячейками оперативной памяти, имеющими стандартную длину один байт и низкое быстродействие).

Интерфейсная система микропроцессора. Согласует его с различными узлами компьютера и включает в себя: внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры, схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной.

Математический сопроцессор. Ускоряет выполнение операций над двоичными числами с фиксированной и плавающей запятой, двоично-кодированными десятичными числами. Имеет собственную систему команд, работает под управлением МП и параллельно с ним, конструктивно входит в его состав, параллельно с ним.

Замечание.

Интерфейс (interface) - совокупность средств для согласования и связи узлов компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Порт ввода-вывода (I/O port) - аппаратура согласования, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство компьютера.

Генератор тактовых импульсов - устройство генерирующее последовательность импульсов. Частота генератора тактовых импульсов является важной характеристикой компьютера.

Системная шина - главная согласующая система компьютера всех его устройств между собой и включает в себя:

-кодовую шину данных (КШД), предназначенную для параллельной передачи числовой последовательности операнда;

-кодовую шину адреса (КША), предназначенную для параллельной передачи кода адреса ячейки в основной памяти (порта ввода-вывода внешнего устройства);

-кодовую шину инструкций (КШИ), предназначенную для передачи управляющих сигналов в различные узлы компьютера;

-шину питания, предназначенную для подключения узлов компьютера к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает следующие направления передачи информации:

-микропроцессор - основная память;

-микропроцессор - порты ввода-вывода внешних устройств;

-основная память - порты ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Все узлы компьютера подключаются к шине посредством унифицированных разъемов или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной может осуществляется микропроцессором или контроллером шины (дополнительная микросхема), формирующей основные сигналы управления. Обмен информацией с внешними устройствами осуществляется с использованием ASCII-кодов.

Основная память (ОП) предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с различными узлами компьютера и содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

-ПЗУ (ROM - Read Only Memory). Устройство хранения неизменной программной информации, позволяющее оперативно только считывать ее;

-ОЗУ (RAM - Random Access Memory) - устройство записи, хранения и считывания информации, участвующей в вычислительном процессе, выполняемом на ПК.

Положительными сторонами оперативной памяти являются: быстродействие; возможность обращения к каждой ячейке памяти (прямой адресный доступ к ячейке).

К недостаткам можно отнести невозможность сохранения информации в ней после выключения питания компьютера (энергозависимость).

Кроме основной памяти на системной плате имеется энергонезависимая память CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM), которая постоянно запитывается от своего аккумулятора и предназначена для хранения информации об аппаратной конфигурации компьютера.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации, в том числе и программного обеспечения компьютера, также ее записи и выдачи по запросу в оперативное запоминающее устройство. Внешняя память состоит из различных запоминающих устройств: накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках, накопители на оптических (НОД, CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) и магнитооптических дисках, запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (НКМЛ, стримеры).

Источник питания - узел ПК, в которых могут входить системы автономного и сетевого энергопитания.

Таймер - внутримашинные электронные часы реального времени, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания - аккумулятору, и при отключении машины от сети продолжает работать.

Внешние устройства (ВУ) компьютера обеспечивают взаимодействие компьютера с пользователями, объектами управления и другими компьютерами.

К внешним устройствам относятся: внешние запоминающие устройства (ВЗУ); диалоговые средства пользователя; устройства ввода информации; устройства вывода информации; средства связи и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав:

-видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации;

-устройства речевого ввода-вывода: различные микрофонные акустические системы, синтезаторы звука, воспроизводящие устройства (громкоговорители, звуковые колонки).

К устройствам ввода информации относятся:

-клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в компьютер;

-графические планшеты (дигитайзеры) - устройства для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;

-сканеры - устройства для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;

-устройства указания (графические манипуляторы), предназначенные для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК (джойстик - рычаг, мышь, трекбол - шар в оправе, световое перо и т. д.);

-сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с экрана дисплея в компьютер.

К устройствам вывода информации относятся:

-принтеры - печатающие устройства для переноса информации на бумажный носитель;

-графопостроители (плоттеры) - устройства для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель.

Устройства связи и телекоммуникации используются для подключения компьютера к каналам связи, другим компьютерам и вычислительным сетям.

Многие из названных устройств можно отнести группе средств мультимедиа.

Мультимедиа (multimedia) - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и т. д. К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации; микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами; звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; сканеры, позволяющие автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки; наконец, внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, используемые для записи звуковой и видеоинформации.

К системной шине и МП можно подключить ряд дополнительные устройств, расширяющих функциональные возможности микропроцессора: контроллер прямого доступа к памяти; сопроцессор ввода-вывода; контроллер прерываний и т. д.

Контроллер прямого доступа к памяти (DMA - Direct Memory Access) обеспечивает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстродействие компьютера.

Сопроцессор ввода-вывода работает параллельно с МП, тем самым существенно ускоряя выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплей, принтер, НМД, НГМД ). Выполняет обработку процедур ввода-вывода, реализуя режим прямого доступа к памяти.

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, путем принятия запроса на прерывание от внешних устройств, определения уровня приоритета этого запроса и выдачи сигнала прерывания в МП. Микропроцессор, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы.

Замечание

Прерывание - временный приостанов выполнения одной программы с целью оперативного выполнения другой, в данный момент более приоритетной программы. Прерывания возникают при работе компьютера постоянно. Так, например все процедуры ввода-вывода информации выполняются по прерываниям.