Аппаратные реализации информационных процессов

Состав и назначение основных элементов персонального компьютера.

Вычислительная техника – совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных.

Вычислительная система – совокупность взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенная для обслуживания одного рабочего участка.

Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

В зависимости от целей и задач в состав компьютера могут входить самые разнообразные устройства, но так называемую базовую конфигурацию составляют:

1. Системный блок.

2. Монитор.

3. Клавиатура.

4. Манипулятор.

Системный блок

Системный блок – основной узел ПК. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи - внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными или внешними устройствами.

По внешнему виду системные блоки выполняются в 2 вариантах:

1. Desktop – горизонтальное исполнение корпуса,

2. Tower – вертикальное исполнение корпуса, по габаритам: bigtower - полноразмерный, miditower – среднеразмерный, minitower – малоразмерный.

Форм-фактор – стандарт корпуса системного блока, определяющий стандарты для его внутренних устройств (AT, ATX).

Состав системного блока

Материнская или системная плата – основная микросхема, на которую устанавливаются различные устройства (микросхемы), выполняющие определенные функции. Среди них:

1. Микропроцессор – предназначен для проведения вычислений и обработки информации. В состав микропроцессора входят: устройство управления, арифметико-логическое устройство, микропроцессорная память (регистры), генератор тактовых импульсов, интерфейсная система. Современные микропроцессоры выпускают фирмы Intel: Pentium, Xeon, CoreDuo и AMD: Athlon, Opteron, Sempron. Современные частоты: сотни МГерц – единицы Ггерц. Быстродействие, производительность, тактовая частота – усредненное количество операций, выполняемых за единицу времени. Современные частоты: сотни МГерц – единицы Ггерц.

2. Микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств ПК и определяющие основные функциональные возможности материнской платы.

3. Шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера. Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

1. шину данных, по которой осуществляется обмен информацией между блоками ЭВМ;

2. шину адреса, используемую для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение);

3. шину управления (командная шина) – для передачи управляющих сигналов.

4. шину питания.

Шинные интерфейсы – ISA, EISA, VLB, PCI, FSB, PCMCIA, USB

4. Оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ, RAM – RandomAccessMemory) – предназначена для временного хранения информации: программ и данных, участвующем в текущем процессе. При выключении питания компьютера содержимое ОЗУ стирается. Емкость – максимальное количество единиц данных, которое может храниться в запоминающем устройстве. Современные емкости оперативной памяти выпускаются 256 Мбайт, 512 Мбайт, 1 Гбайт, 2 Гбайта.

ОЗУ включает в себя ячейки динамической памяти (микроконденсаторы) – основная память и ячейки статической памяти (триггеры), называемые кэш-памятью. Кэш-память – высокоскоростная память небольшой емкости (128, 512 кБайт, 1-2 Мбайта), предназначенная для ускорения операций над информацией.

5. Постоянная память (постоянное запоминающее устройство - ПЗУ) – микросхема, используется для хранения неизменной программной и справочной информации: программ тестирования устройств и начальной загрузки компьютера, BIOS.

6. Слоты расширения - разъемы для подключения дополнительных устройств.

Накопитель на жестких магнитных дисках (жесткий диск) – устройство для долговременного хранения информации.

Накопитель для гибких магнитных дисков – устройство для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты). Дискета – съемный, дешевый, очень распространенный, но ненадежный носитель информации емкостью 1,44 Мбайт.

Накопитель на оптических дисках (НОД) – устройство для чтения и записи на оптические диски. Современные оптические диски имеют емкости (CD - 650 Мбайт, 700 Мбайт, 800 Мбайт, DVD – 4.7 Гбайт). Существует 3 вида оптических дисков: ROM - для чтения, R - для однократной записи и чтения, RW - для многократной записи и чтения.

Видеокарта – устройство для вывода графической информации на экран монитора.

Звуковая карта – устройство для ввода/вывода и обработки звуковой информации.

Системная шина — основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

• шину данных, по которой осуществляется обмен информацией между блоками ЭВМ;

• шину адреса, используемую для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение);

• шину управления (командная шина) – для передачи управляющих сигналов.

• шину питания.

Монитор

Монитор является устройством вывода информации. Мониторы бывают:

1. ЭЛТ мониторы - на основе электронно-лучевой трубки;

2. жидкокристаллические мониторы;

3. плазменные мониторы.

Клавиатура

Клавиатура – это устройство ввода алфавитно-цифровой и управляющей информации.

Манипуляторы

Манипулятор (мышь, трекбол, тачпед) – устройство ввода управляющей информации.

Внешние (периферийные) устройства компьютера

Внешние устройства ПК– важнейшая составная часть любого компьютера, обеспечивает взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления, другими ЭВМ.

К основным внешним устройствам условно можно отнести:

1. Принтеры – устройства для вывода информации из компьютера на бумагу или другой носитель. Бывают – матричные, лазерные, светодиодные, струйные.

2. Сканеры – устройства для ввода информации с бумаги или другого носителя в компьютер. Бывают – планшетные, ручные, барабанные, сканеры форм, штрих-сканеры.

3. Плоттеры (графопостроители)– устройства для вывода на печать графической информации (схем, графиков, конструкторской документации);

4. Дигитайзеры (графические планштеты) – устройства, используемые для оцифровки изображений;

5. Модемы– устройство для преобразования цифрового сигнала компьютера к виду, принятому для передачи по каналу связи (телефонные линии), и наоборот.

6. Средства мультимедиа – устройства аудио-/видео-ввода и вывода информации (колонки, микрофоны, цифровые фотоаппараты, видеокамеры).

7. Стримеры – устройства для резервного копирования и архивирования информации на кассетной магнитной ленте.