3. Устройство компьютера

При слове "компьютер" нам сразу же представляются цветной экран монитора, красивый корпус, клавиатура... С другой стороны, а как же быть с бортовыми компьютерами автомобилей?

А вспомните говорящий будильник, видеомагнитофон, телефон с определителем номера... Что же объединяет все эти вещи? В каждой из них есть две наиглавнейшие части, без которых компьютер просто не существует.

Это Центральный Процессор (CPU) и память. Память может быть разная. В некоторых компьютерах есть только постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM), в некоторых - и ПЗУ, и оперативная память (ОЗУ или RAM). Во всех этих тонкостях мы разберемся немного по позже. А сейчас запомним:

Процессор и память - это центральные устройства компьютера, без которых он немыслим.

Чисто внешне процессор - это металлическая или плоская керамическая коробочка небольшого размера, имеющая множество выводов.

Именно CPU руководит всей работой ПК, осуществляя связь между всеми частями компьютера, а также между персональным компьютером и человеком. Конечно, "главнокомандующий" процессор сам всего лишь исправно исполняет команды, отдаваемые человеком.

В связи с быстрым развитием электронной промышленности скорость процессора (или его вычислительная мощность) удваивается каждые полгода.

В настоящее время большинство компьютеров (PC) используют процессоры семейства Pentium⁶.

Наиболее производительными являются ПК использующие процессор Pentium-III, (600 - 1000 мгц). Ближайшим соперником фирмы Intel является компанияAMD, выпускающая процессорAthlon. Существуют и другие типы настольных компьютеров, использующих самые разные процессоры, напримерMAC(сокращение от Макинтош) и др..

Команды, отдаваемые процессору, довольно-таки примитивны (например, сложить два числа, запомнить результат и т.п.).

Поэтому сообразительность компьютера⁷ определяется в основном скоростью выполнения таких команд, и их разрядностью (8,16,32,64), а также тем, насколько быстро он обменивается информацией с периферийными устройствами.

Конечно, есть и другие важные характеристики процессора, например тактовая частота (чем больше это число, тем быстрее процессор), количество специальной «сверхбыстрой» памяти (кэш память), встроенной в процессор. Умение выполнять несколько команд одновременно (конвейер).

Но электронная вычислительная машина (или ЭВМ) была бы совершенно бесполезна, если бы она не могла запоминать информацию, необходимую для решения задачи. Для хранения информации и предназначено особое устройство - память.

Оперативная память (ОЗУ) служит для временного хранения данных и очищается при выключении питания ПК. От объема оперативной памяти зависит скорость работы вашего ПК.

Минимально рекомендуемое значение 16 - 32 Мбайт для компьютеров с ОС Windows 95, а Windows 98 требует как минимум 64 Мбайт для полноценной работы⁸.

Представьте себе, что вы читаете захватывающую книжку. Она настолько интересна, что вы буквально переселились в другой мир, переживая приключения главных героев. И тем не менее в данный конкретный момент времени перед вами всего одна страничка, информация из которой поступает в ваш мозг и там анализируется. Оперативную память можно уподобить вот этой самой страничке книжки, которая находится прямо перед глазами в процессе чтения.

Конечно, вам важна информация и из предыдущих страниц, но она уже обработана и отложилась в памяти.

Так же и компьютер, обработав информацию из оперативной памяти, записывает ее на жесткий или гибкий диск и "листает книжку" дальше, считывая в оперативную память очередную порцию информации.

Мы уже подчеркивали, что компьютер работает с целыми океанами символьной информации. Никакой оперативной памяти никакого компьютера не хватит, чтобы удержать ее всю. Ведь и человек не может все упомнить.

Поэтому люди пользуются записными книжками, магнитофонными лентами, видеокассетами и т.п.. Подобные "записные книжки" - их называют внешней памятью (вспомните носители информации из предыдущей главы) - имеются и у персонального компьютера (далее - ПК).

Для ПК это главным образом жесткие и гибкие магнитные диски, а также оптические диски.

Гибкий магнитный диск называют еще дискетой. На одной дискете может храниться до 600 страниц текста - этого достаточно, чтобы поместить несколько школьных учебников (правда, без картинок).

Специальное устройство называемое дисководом позволяет записывать и считывать информацию с дискет. Самым распространенным стал стандарт 3'5 дюйма (дискеты на 1.44 Мбайт), на новых моделях компьютеров применяются и более совершенные устройства - дисководы LS-120 (120 Мбайт), а также накопители ZIP (емкостью 100 и 250 Мбайт).

Жесткие диски (Hard Drive, или винчестер), как правило, несъемные⁹. Типичное значение - от 4х Гбайт и выше, например: 6.4, 8.6, 27 и более Гбайт.

Оптические диски работают раз в пять быстрее гибких, но существенно медленнее жестких. Зато они съемные и очень объемные (на них входит в 500-1000 раз больше информации, чем на гибкий диск). Типовые значения емкости - 240 и 640 Мбайт, есть модели на 1 и более Гбайт.

Жесткие, гибкие, лазерные (CD-ROM), магнитооптические и тому подобные диски, магнитные ленты, и прочее, и прочее, называются внешними носителями информации.

И вовсе не потому, что их всегда можно взять и вытащить, а потому, что процессор не имеет прямого доступа к информации, записанной на них.

Дисководы CD-ROM (устройства чтения компакт дисков) позволяют работать с большим объемом однократно записанных данных (640 Мбайт и более), например энциклопедией, базой данных или музыкой¹⁰.

Наиболее распространены модели с 24-52х кратной скоростью доступа. Самая новая технология - DVD-ROM (емкость от 16 Гбайт). Имеются устройства с возможностью перезаписи данных¹¹ (CD-RW).

Аналогия с человеком наверняка подсказывает вам, что ЭВМ должна иметь нечто, заменяющее ей органы чувств (чтобы, например, воспринимать указания человека) и позволяющее ей связываться с внешним миром. И действительно, каждая ЭВМ снабжена такими устройствами. Это устройства ввода - вывода, или периферийные устройства.

С помощью клавиатуры или манипулятора "мышь" человек дает ЭВМ задания, с помощью дисководов компьютер получает информацию из внешней памяти, а итоги своей работы ЭВМ выводит на экран дисплея (VGA, SVGA, XGA, размеры экрана 14, 15 - 21 дюймов) или на бумагу при помощи принтера (матричные, лазерные, струйные).

Существуют и другие периферийные устройства, позволяющие компьютерам обмениваться информацией.

По телефонной или выделенной линии с помощью модема можно передавать различные данные, а также голосовые сообщения. При этом компьютер должен быть оснащен звуковой¹² картой.

ПК можно использовать и для обработки видеоинформации, тогда вам потребуются устройства для сканирования изображений (цифровой фотоаппарат, сканер: ручные, планшетные, рулонные) или платы ввода-вывода изображения, различные тюнеры или дешифраторы спутникового сигнала.

При подготовке печатной продукции различного качества, в том числе и чертежей применяют специальные офсетные машины и плоттеры.

Закодировав аналоговые сигналы в нулики и единички, с помощью компьютера можно управлять автоматизированными производствами и устройствами.

Вся информация внутри компьютера представляет собой сплошной поток из всего лишь двух символов: "О" - нуликов и "1" - единичек.

Для обозначения этой минимальной единицы измерения принимается 1 бит. В свою очередь 1 байт (Байт) содержит 8 бит, а в 1 килобайте (Кбайт) уже 1024 байта. И чтобы эта информация не пропадала сама собой, запомните последовательность включения и выключения компьютера.