16. Основные характеристики пк и принципы его выбора.

Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)

Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.

Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота - это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера

Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду.  Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8 ;  3,0  Ггц  и тд

Разрядность процессора – max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.

Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта – 16-разрядным и тд.  Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда)

Время доступа - Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10^-9с)

Объем памяти (ёмкость) –  max объем информации, который может храниться в ней.

Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)

Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве.

17. Структурная схема пк и назначение основных функциональных блоков.

Слово «компьютер» означает «вычислитель».

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики развитых и развивающихся стран.

Системный блок.

Здесь находится вся основная электронная начинка компьютера.

Корпус системного блока. Защитный кожух. 

Блок питания. Подает напряжение питания всем электронным элементам системного блока.

Системная (материнская) плата (motherboard). Это печатная плата одного из стандартных габаритов, которая несет на себе главные компоненты компьютерной системы: центральный микропроцессор, оперативную память, микросхемы поддержки, центральную магистраль, или шину, контроллер шины и несколько разъемов - гнезд. Здесь же находятся миниатюрные переключатели для настройки электрической схемы платы и соединители, к которым подключаются дополнительные устройства.

Мощность компьютера определяется, в первую очередь, типом процессора, тактовой частотой и объемом оперативной памяти. 

Системная (материнская) плата - самая главная в компьютере.

Ее характеристики:

• частота поддержки системной  шины;

• наличие стандартных устройств, реализующих  специальные протоколы (поддержка внешних портов, ускорение графики, USB и пр.);

• возможность обновления BIOS;

• возможность расширения.

Центральный микропроцессор. Мозг компьютера - электронная схема, выполняющая все элементарные математические и логические операции. В нем расположены арифметико-логическое устройство, устройство управления, регистры для временного хранения информации, множество отдельных элементов.

Наиболее известные производители: INTEL, AMD.

КЭШ. Для ускорения обмена данными используется КЭШ-память (cashe- запас, наличные деньги) - быстродействующая буферная память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти - туда попадают наиболее часто используемые данные. Наличие Кэш увеличивает производительность компьютера на 10-15%.

Процессоры Intel 486 и выше имеют внутренний Кэш (или кэш первого уровня, L1),  в отличие от внешнего (или вторичного, L2),  который может быть как встроен в процессор, так и располагаться на системной плате.

Для увеличения скорости вычислений и рисования на экране  к основному процессору добавляются специальные сопроцессоры. 

Типов процессоров несколько десятков, основной производитель их - фирма Intel (хотя и не единственный, например, есть еще AMD,  Cyrix).

Оперативная память (ОЗУ, RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом). Это устройство для временного хранения информации (энергозависимое), предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, участвующих в вычислениях и представляет собой несколько микросхем, содержащих ячейки памяти. Из неё процессор и сопроцессор (устройство, помогающее выполнять процессору сложные математические вычисления) берут программы и исходные данные для обработки. 

В каждой ячейке находится байт информации - число от 0 до 255. Емкость ОЗУ обычно 256 - 512 Мбайт, но может быть и значительно больше (до 4 Гбайт). Как правило, в компьютере есть возможность расширения памяти, для этого нужно вставить дополнительные микросхемы памяти в свободные гнезда на системной плате или в плату расширения памяти.

Следует всегда помнить, что при выключении компьютера вся информация, содержащаяся в ОЗУ, стирается. Поэтому при работе необходимо периодически сохранять данные на жестком диске или внешнем носителе.

Каждое внешнее устройство управляется  специальной электронной схемой - контроллером или адаптером. Все контроллеры взаимодействуют с процессором через системную магистраль передачи данных  (системную шину). Шина входит в состав системной (материнской) платы компьютера. Контроллеры внешних устройств, кроме размещенных непосредственно на материнской плате, подключаются путем вставки в свободные разъемы (слоты) этой шины.

Подключаемые контроллеры должны быть совместимы с типом системной шины.

Адаптер монитора (видеоадаптер). Это устройство, преобразующее набор данных, подлежащих отображению на экране, в видеосигнал, посылаемый монитору по кабелю. Главной задачей современной видеокарты является поддержка объёмной, трёхмерной графики (3D). 

Накопители.

Это запоминающие устройства, предназначенные для длительного (не зависящего от электропитания) хранения больших объемов информации.

Накопитель на гибких магнитных дисках - это электронно-механическое устройство, в котором для записи информации используется сменная дискета.

Накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер) - это устройство с несменным носителем.

Наиболее известные производители: SEAGATE, MAXTOR, IBM, FUJITSU, DIGITAL WESTERN.

Оптические накопители - это устройство для чтения компакт-дисков CD-ROM, устройство многократной записи CD-RW и DVD-ROM - устройство, предназначенное для чтения дисков формата DVD.

Наиболее известные производители: TEAC, ACER, MITSUMI, PANASONIC, PIONER.

USB – дискеты – небольшие устройства подключаемые к USB портам. 

Мультимедийные устройства.

Устройства, работающие со звуком и с видео. К таким основным устройствам можно отнести:

• Звуковой адаптер (sound card) -для воспроизведения и записи звука.

• TV-FM тюнер – для преобразования аналогового сигнала, поступающего от сети кабельного телевидения, от антенны, видеомагнитофона.

• Плата видеозахвата – устройство для обработки звука и видео.

• Усилители, звуковые колонки, нушники – устройства для вывода звука.

• Микрофон, музыкальная клавиатура – устройства для ввода звука.

Сетевой адаптер предназначен для соединения компьютеров в компьютерную сеть.

Модем для связи удаленных компьютеров через телефонную сеть.

Порты ввода-вывода для присоединения стандартных периферийных устройств к персональному компьютеру.

Периферийные устройства.

1) Клавиатура (keyboard) – основное устройство ввода данных.

2) Мышь (mouse) - манипуляторное устройство ввода информации. Совершенно незаменимо при работе программ с графическим интерфейсом.

3) Сканер (scaner) – устройство, позволяющее оцифровывать и вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста и рисунков.

4) Монитор (дисплей) предназначен для отображения текстовой и графической информации.

Принтер – устройство, предназначенное для вывода текстовой и графической информации на бумагу. Принтеры бывают цветные и черно-белые и по способу реализации печати делятся на:

• Принтеры на основе ударных технологий - матричные принтеры.

В ударных технологиях (dot matrix) между печатающим элементом принтера и бумагой помещается красящая лента - обычно в картридже, оборудованном механизмом перемотки ленты. Печатающий элемент синтезирует в процессе печати наносимую информацию из точек. Каждая точка образуется ударом иголки по красящей ленте. 

• Принтеры на основе электрографических технологий. 

Принцип их работы заключается в том, что на поверхности светочувствительного узла наводится заряд, соответствующий нужному изображению. Этот заряд притягивает тонерный порошок в соответствующих точках. Тонер буквально припекается к бумаге в специальном нагревателе, чтобы сделать изображение устойчивым.

• Принтеры на основе струйных технологий.

Принцип струйной технологии основан на том, что измельченный краситель в виде капель распыляется на бумагу через специальные сопла.