Состав пк.

Основные блоки компьютера. Центральный процессор. Оперативная память. Кэш-память. Системная шина. Устройства ввода-вывода (принтеры, дигитайзеры, модемы, сканеры, графопостроители).

Структура персонального компьютера состоит из трех основных компонентов: центральный процессор, память и устройства ввода-вывода.

Связующим звеном между устройствами ПЭВМ является системная шина. По шинам осуществляется обмен данными, передаются команды и управляю­щие сигналы в обоих направлениях. Технические характеристики шин, та­кие как частота передачи (от 4,77 МГц до 10 МГц) и количество байт, пере­даваемых за один такт от 1 до 4), оказывают большое влияние на произво­дительность компьютера. Вместо термина «шина» иногда употребляется название «магистраль».

Для передачи информации на большие расстояния по линиям связи используются модемы и контроллеры локальных сетей. Они обеспечивают взаимодействие различных пользователей ЭВМ.

Процессор (СРU, Сеntral Рrocessing Unit —центральный процессор) устанавливается в системном блоке. Изготавливается в виде одной микросхемы.

В центральный процессор входят устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ). УУ организует и координи­рует взаимодействие всех устройств вычислительной машины во время ее работы. Оно генерирует и распределяет сигналы управления выполнением операций и переносом данных в системе, как внутри АЛУ, так и вне его.

Арифметико-логическое устройство служит «мозгом» компьютера. Оно выполняет арифметические и логические операции над данными: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение и др.

Оценивая процессор, прежде всего оценивают ею быстродействие. До недавних пор быстродействие определилось как число простых арифметических операций выполняемых процессором за одну секунду. Например, компьютер ЕС-1840 выполняет 1 млн. операций в секунду.

Теперь компьютер не столько считает, сколько обрабатывает массу текстовой и графической информации.

Скорость обработки графической информации нужно тогда считать как число графических операций в сек. Для текстовой информации — свой показатель. Поэтому от такой оценки быстродействия отказались.

Быстродействие современных процессоров измеряют тактовой частотой процессора — числом тактов, которые процессор может проделать в секунду. Такт — это время, за которое процессор выполняет элементарную операцию по обработке информации. Тактовая частота современных процессор превысила 400 МГц (400 млн. тактов в сек).

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) - важнейшие типы электронной памяти компьютера. В них хра­нятся программы и данные.

Оперативная память (memory, «меморы»—память) представляет собой набор микросхем, которые устанавливают в системном блоке. Оперативную память обозначают также RАМ—Random Access Memory (память произвольного доступа).

Если оп память имеет достаточно большой объем, то специальной программой её часть отводится для длительного хранения информации. Компьютер воспринимает эту часть оперативной памяти как магнитный диск, и её называют электронным диском.

На электронном диске информация хранится только во время работы компьютера. При выключении компьютера информация теряется во всей оперативной памяти, включая и электронный диск.

Информация, хранимая в ПЗУ, не теряется при отключении питания, однако ее невозможно быстро изменять. Если применять перепрограмми­руемое ПЗУ, можно изменить содержащуюся в нем информацию, но для этого надо вынуть ПЗУ, стереть его специальным устройством и занести новую информацию на программаторе ППЗУ. В ПЗУ хранят наиболее час­то используемые небольшие программы, например программу начальной загрузки ядра операционной системы или интерпретатор языка ВАSIС.

При работе с компьютером часто возникает необходимость изменять данные в памяти компьютера или вводить в нее новые программы. Решить эту проблему позволяет ОЗУ, допускающее как чтение информации из не­го, так и запись информации в него.

При отключении питания вся информация, хранимая в ОЗУ, теряется. Кроме того, объем оперативной памяти, как правило, ограничен, а поэтому отсутствует возможность использовать ее для хранения большого количества информации.

Решить эту проблему помогают внешние запоминающие устрой­ства - это накопители на магнитных дисках (гибких и жестких), оптиче­ских, лазерных и квазидисках, а также накопители на магнитных лентах. Эти накопители выполняют функции медленной памяти машины, но зато позволяют хранить информацию длительное время, накапливать новую информацию или ликвидировать уже ненужную.

Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

Устройства ввода-вывода

Устройства ввода-вывода (УВВ) служат для ввода данных и про­грамм в ЭВМ и для вывода из нее полученных результатов. Все эти уст­ройства называются периферийными, т.е. внешними по отношению к ЦП и ОЗУ.

Дисплей (монитор)—универсальное устройство вывода текстовой и графической информации.

Изображение на экране складывается из множества отдельных точек - элементов изображения, или пикселей.

Дисплеи выпускаются с экранами самых разных размеров: от 14 до 24 дюймов по диагонали (1 дюйм равен 25,4 мм). Строятся дисплеи на основе электронно-лучевых трубок или панелей из жидких кристаллов.

Экраны бывают монохромные или цветные (от 4 цветов до 16 млн. цветов). Заметим, что монохромный экран означает одноцветный. Но это имеет отношение только к цвету выводимой информации. Фактически монохромные экраны являются двухцветными, так как к цвету выводимых символов нужно добавить цвет фона (белый на черном, белый на зеленом и т. п.).

Экран дисплея может работать в двух режимах: текстовом и графическом. В текстовом режиме экран условно разделяется на небольшие прямоугольные участки. Каждый такой участок называется знакоместом. Знакоместо может отображать только один символ набора, который заложен в компьютер. На экране знакоместа располагаются горизонтальными строками. В графическом режиме можно управлять свечением отдельных пикселей. На монохромных дисплеях управляют только яркостью их свечения. На цветных — и яркостью, и цветом. Из отдельных точек на экране складываются любые изображения.

Качество изображения зависит от количества пиксел­ей на экране. Этот показатель называют разрешающей способностью экрана. Чем больше на экране пикселей (чем они меньше по размерам), тем выше разрешающая способность и тем выше качество изображения.

Современные графические дисплеи делятся на две большие группы - векторные и растровые. Если у векторных электронный луч последовательно высвечивает запрограммированные элементы изображе­ния - отрезки, символы, иногда дуги, то в растровых устройствах он, как и в телевизоре, «заштриховывает» экран последовательными строками, из­меняя при этом свою яркость.

В переносных и портативных компьютерах для уменьшения веса и габаритов используют дисплеи на жидких кристаллах. Основу дисплея составля­ют две стеклянные пластины, между ними помещены жидкие кристаллы, напряжение к которым подводится с помощью прозрачных проводников. Под действием электричества меняется прозрачность кристалла, и он становится видимым в отраженном свете. Толщина такого дисплея не превышает нескольких миллиметров, а масса - сотен граммов. Основным недостатком жидкокристаллических дисплеев является низкая контрастность изображения. Зато он потребляет очень мало энергии.

Другой разновидностью плоских экранов являются плазменные панели. В них каждая точка - это отдельная микроскопическая неоновая лампочка. Такие дисплеи дают хорошо видимое оранжево-красное изображение. Зарубежные фирмы уже выпускают портативные компьютеры с плазменными экранами.

Клавиатура (keyboard, «киборд») является универсальным устройством ввода информации в оперативную память компьютера. Клавиатура прежде всего позволяет вводить в компьютер текстовую информацию (команды компьютеру и тексты документов). Существуют режимы работы компьютера, когда с помощью клавиатуры можно вводить и графическую информацию, хотя для её ввода почтительнее использовать мышь.

Клавиатуры разных типов компьютеров различаются количеством клавиш и их обозначениями.

На клавиатуре стандарта РС до недавнего времени было 102 клавиши. С появлением системы Windows 95 добавилось ещё 3 клавиши. Условно на клавиатуре можно выделить 4 группы клавиш: алфавитно-цифровую, управления курсором, функциональную и группу цифрового ввода и управления.

Алфавитно-цифровая группа является основной. В неё входят клавиши, предназначенные для ввода русских и латинских букв, цифр, специальных символов и некоторых команд. Длинная горизонтальная клавиша внизу — клавиша «пробела». В эту группу входят специальные клавиши Таb, Сарs Lock («кэпс лок»), Shift («шифт»), Сtrl (Соntrrol, «кэнтрол»), Alt («алт») и др. Особая роль при вводе информации с клавиатуры принадлежит клавише ВВОД (Еnter — «энтэр»).

На клавиатурах для системы Windows 95 слева и справа от клавиши пробела есть клавиши с изображением летящего окна (клавиши «Пуск», которые дублируют друг друга), а справа—клавиша с изображением листа бумаги с текстом. Это те три клавиши, которые были добавлены в последнее время.

Группа клавиш управления курсором служит дли перемещения клавиатурного курсора по экрану дисплея, установления режимов ввода и для редактирования. Эта группа клавиш единого блока не составляет. Управляют движением курсора четыре клавиши со стрелками вверх, вниз, влево, вправо. Выше расположен блок из шести клавиш. Для управления курсором предназначены клавиши Home («хоум» — домой, в начало), Епd («энд» в конец), Раgе Up («пэйдж ап»—страница вверх), Раge Down («пэйдж даун» — страница вниз). Режимы ввода можно устанавливать клавишей Insert («инсэрт» — вставить). Клавишей Dеlete («дэлит» — удалить) можно ре­дактировать текст.

Функциональную группу составляют клавиши F1, F2, ..., F12. Назначение этих клавиш определяется каждой исполняемой программой по-своему. Крайняя слева клавиша Esc («эскейп» — убегать) обычно выполняет функции прекращения операций.

Группа клавиш цифрового ввода и управления имеет два режима работы. Если клавишей Num Lock («нам лок») включить цифровой режим (выше на клавиатуре загорается индикатор), то клавиши этой группы предназначены для ввода цифр и знаков арифметических действий. Если цифровой режим выключен (той клавишей), то клавиши этой группы просто дублируют клавиши группы управления курсором.

Принтер (printer, «принтер»)—это печатающее устройство. Принтеры выводят текстовую и графическую информацию из памяти компьютера на бумагу.

В настоящее время распространены три вида принтеров:

• матричные;

• струйные;

• лазерные.

Самыми дешевыми в эксплуатации являются матричные принтеры. Они похожи на электрическую пишущую машинку без клавиш, но с красящей лентой, которую надо регулярно менять. Матричными принтеры называют потому, что при внимательном рассмотрении выводимая информация на бумаге составлена как бы из отдельных точек, расположенных в ячейках невидимой прямоугольной таблицы.

Матричные принтеры работают достаточно медленно и при работе создают много шума. Лента заправляется в принтер на катушках или в специальных пластмассовых блоках — картриджах.

Струйные принтеры дороже и быстрее матричных. В этих принтерах для печати используются особые чернила, которые распыляются на бумагу управляемой струйкой. Струйные принтеры бесшумны, бывают чёрно-белыми и цветными. Сменные картриджи с чернилами время от времени требуют заправки или замены.

Лазерные принтеры являются самыми дорогими печатающими устройствами, но обеспечивают безукоризненное качество. Процесс печатания построен на использовании луча миниатюрного лазера и специального порошка (тонера), который заправляется в сменный картридж.

Лазерные принтеры требуют очень осторожного обращения, так как их внутренние детали легко повреждаются.

К компьютеру могут подключаться и дополнительные устройства, такие как мышь, модем, сканер, дигитайзер, графопостроитель и др.

Мышь – это манипулятор для ввода информации в компьютер. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом. Чтобы изменить положение мыши на экране дисплея, пользователь перемещает мышь по столу. Когда необходимо выполнить то или иное действие, например выполнить пункт меню, на который установлен указатель мыши, пользователь нажимает ту или иную клавишу мыши. Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ, использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако при такой замене работа с программой весьма затрудняется.

Модем (модулятор-демодулятор) – устройство, позволяющее обмениваться информацией между компьютерами посредством аналоговых каналов (обычных телефонных линий). По конструктивному исполнению модемы бывают внутренними (встроенными в системный блок компьютера) и внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Скорость передачи информации при помощи модема измеряется в бодах (бит в секунду) или в килободах (килобитах в секунду). В настоящее время на рынке представлены модемы со скоростью передачи информации от 14,4 до 56 килобод.

Часто модем может выполнять и функции факсимильного аппарата (при наличии соответствующего программного обеспечения). В таком случае его называют факс-модем.

Сканер – устройство для считывания текстовой и графической информации в компьютер. С помощью специального программного обеспечения компьютер может распознавать символы во введённой через сканер картинке, это позволяет быстро вводить напечатанный, а иногда и рукописный текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (их надо проводить над нужным рисунком или текстом). В торговле сканеры использую для считывания штриховых кодов товаров в компьютер.

Дигитайзер – устройство, предназначенное для оцифровки изображений. На планшет кладётся чертёж и на его характерные точки наводится лупа с перекрёстным визиром. Координаты точек передаются в компьютер.

Графопостроитель (плоттер) – устройство, предназначенное для вывода на бумажные носители (либо плёнку) всевозможных рисунков, графиков, чертежей, схем. Выпускаются планшетные и барабанные плоттеры. Из-за специфичности выводимой информации основными их потребителями являются предприятия, занимающиеся проектированием, конструкторскими разработками.