Тема 2.2. Устройство персонального компьютера и принцип работы

2.2.1.Обобщенная структурная схема персонального компьютера и принцип работы

Персональный компьютер (ПК) выпускается в трех основных вариантах:

• стационарный ПК в настольном исполнении;

• наколенный компьютер (Lap Top), выполненный в виде чемоданчика;

• компьютер блокнот (Note Book), выполненный в виде записной книжки.

Помимо этого выпускается ряд миниатюрных ПК. К ним относятся:

1. Карманные (Palm Top). В отличие от компьютеров Note Book имеют меньший размер монитора, меньший объем оперативной памяти и не имеют винчестера.

2. Электронные секретари (PDA Personal Digital Assistant). Обладают более широкими функциональными возможностями, нежели Palm Top, и имеют встроенное программное обеспечение для управления персональной информацией (адресами, телефонами, расписанием встреч и т.д.).

3. Электронные записные книжки – органайзеры (organizer). Органайзеры пользователем не программируются, но содержат память, в которую можно записать необходимую информацию и отредактировать ее. В памяти могут храниться письма, договора, соглашения, контракты, распорядок дня и т.д.

В настоящее время самыми распространенными ПК являются компьютеры совместимые с компьютерами IBM. Рассмотрим более подробно эти компьютеры.

В августе 1981 года новый компьютер под названием и впоследствии торговой маркой IBM PC (International Business Machines Corporations Personal Computer) был офи­циально представлен публике. В последствии были выпущены следующие виды компьютеров IBM:

1. IBM PC – устаревшие модели без жесткого диска (винчестера). На этих компьютерах можно было только обрабатывать информацию. Хранилась информация на отдельных дискетах.

2. IBM PC XT (ХТ eXtended Technology, что означает “расширенная технология”) – был выпущен в 1983 г. и впервые имел встроенный винчестер небольшого объема. Это позволило одновременно хранить и обрабатывать информацию на ПК.

3. IBM PC AT (АТ Advanced Technology, т. е. усовершен­ствованная технология) – самые распространенные модели, работающие в несколько раз быстрее, чем IBM PC XT, и отли­чающиеся типом процессора (Intel 80286; Intel 80386, Intel 486, Pentium, Pentium 2 и т.д.).

4. IBM PS/2 (PS Personal System, /2 второе поколение) – другое семейство персональных компьютеров, выпущенных фирмой IBM в 1987 году.

Сейчас во всем мире производится и используется большое количество компьютеров, произведенных по схожей с IBM технологией. Это так называемые совместимые компьютеры. Совместимость предполагает возможность использования аналогичного для всех персональных компьютеров аппаратного (винчестеры, принтеры, модемы и др.) и про­граммного обеспечения.

Помимо IBM есть еще одна крупная компьютерная фирма в США – Apple, производящая компьютеры по своей технологии и со своим программным обеспечением. Это известные компьютеры семейства Macintosh. Однако данный вид компьютеров не изучается в рамках данного пособия, так как эти компьютеры не очень широко распространены в нашей стране.

Основными причинами распространения во всем мире компьютеров, совместимых с IBM, являются:

1. Использование в компьютерах IBM принци­па открытой архитектуры, который заключается в возможности совер­шенствования отдельных частей ПК и использования новых устройств для его модернизации. При этом компьютер изготовляется не единым неразъемным устройством (как, например, телевизор), а собирается из независимо изготовленных частей как конструктор.

2. Наличие большого количества на рынке программного обеспечения, разработанного для решения различных задач, как в бизнесе, так и на производстве.

3. Простота использования, т.е. возможность самостоятельной работы на компьютере без помощи программистов.

4. Низкая стоимость.

5. Высокая надежность.

6. Высокое быстродействие.

Рассмотрим структуру персонального компьютера (Рис. 1).

Рис. 1. Структурная схема персонального компьютера

Арифметико логическое устройство (АЛУ) служит для вы­пол­нения всех арифметических и логических операций. АЛУ может выполнять четыре основных математических дей­ствия: сложение, вычитание, умножение и деление над двоичными чис­лами. Кроме того, АЛУ может осуществлять операции компьютерной логики: сравнение, условный переход и повторение. Именно последние возмож­ности АЛУ отличают компьютер от простого калькулятора и делают его намного более эффективным.

Устройство управления (УУ) организует выполнение прог­рамм на компьютере. АЛУ и УУ физически расположены внутри одного устройства – микропроцессора.

Системная шина представляет общий канал связи, соединяющий все части ком­пьютера друг с другом. В техническом плане шина состоит из пучка про­водов, по которым передаются электрические сигналы.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для постоянного хранения служебной информации.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хра­нения текущей информации, участвующей в информационно вычислительном процессе.

Внешняя память служит для долговременного хранения информации, в частности, программного обеспечения, документов, баз данных и т.д.

Видеоадаптер – устройство, обеспечивающее вывод информации на монитор компьютера.

Источник питания преобразует переменное напряжение сети в постоянный ток низкого напряжения, на котором работают электронные элементы компьютера.

Клавиатура служит для ввода числовых и текстовых данных в компьютер.