Современные требования к материнским платам
Современные
материнские платы соответствуют
требованиям программы Energy Star. Это
энергосберегающая программа, введенная
американским Агенством защиты окружающей
среды (EPA – Environment Protection Agency). Согласно
этим требованиям, плату относят к разряду
"зеленых" (green motherboard), если ее
энергопотребление в режиме холостого
хода не более 30 Вт, в ней не используются
токсичные материалы, допускается
100-процентная утилизация после истечения
срока службы.
На материнской плате расположено сердце компьютера - процессор (его также называют CPU или "камень"), который осуществляет почти все вычисления. А вычисления - это и есть работа компьютера. Вы играете, а процессор считает, вы набираете текст - процессор опять считает. Выглядит "камень" как микросхема со множеством "ножек", являющихся контактами. Он вставляется в специальное гнездо на материнской плате, при этом по "ножкам" передается вся информация.
Кстати,
быстродействие всего компьютера зависит
от процессора. Конечно, на эту характеристику
влияют и другие факторы, но это влияние
не так значительно. Процессоры различаются
по архитектуре (т.е. по принципам
внутреннего устройства) и по тактовой
частоте (скорости работы). Обе характеристики
очень сильно влияют на общую
производительность. 
При своей работе процессор довольно сильно нагревается. Причем чем быстрее процессор, тем сильнее он нагревается. А высокая температура, как вы понимаете, губительна для микросхем. Именно поэтому поверх процессора устанавливается специальный вентилятор - кулер (от англ. cooler).
На материнской карте также есть специальные гнезда, куда вставляется оперативная память. Она предназначена для хранения информации во время работы компьютера. При выключении питания все данные пропадают. Объем оперативной памяти также очень важная характеристика, определяющая общую производительность компьютера (на современных компьютерах устанавливается обычно от 64 Мбайт оперативной памяти).
Прямо
к материнской плате подключается еще
одна очень важная микросхема - видеокарта
("видяшка",
"видяха" и т.п.). Как видно из названия,
она отвечает за изображение, показываемое
на дисплее. Кстати, монитор подключается
именно к видеокарте, которая имеет для
этого специальное гнездо. 
Современные видеокарты также ускоряют вывод двух- и трехмерной графики (раньше для этого использовались специальные платы - акселераторы). Это происходит за счет выполнения видеокартой части расчетов при выводе графики. Именно поэтому некоторые современные платы так сильно нагреваются, что на них устанавливают специальные радиаторы для охлаждения и даже вентиляторы.
Следующая плата, которая подключается к "материнке", - звуковая (или, как ее еще называют, "звуковуха"). Она отвечает за вывод звука. К ней подключаются колонки, наушники и микрофон. В принципе, для работы за компьютером звуковая карта необязательна, но вот послушать музыку без нее не удастся.
В системном корпусе может находиться еще несколько плат. Например: сетевая карта ("сетевуха"), без которой компьютер не сможет работать в сети; внутренний модем, который нужен для связи по телефонной линии; TV-тюнер, который позволяет просматривать телепередачи на экране монитора; FM-тюнер, который позволяет прослушивать радио.
Но
не стоит забывать еще про некоторые
устройства, которые соединяются с
материнской платой специальными
проводами - шлейфами. В первую очередь
стоит упомянуть о жестком
диске
(HDD, "винчестер", "винт" и т.п.).
Это устройство предназначено для
хранения информации, которая записывается
на специальные пластины, находящиеся
внутри жесткого корпуса. Данные,
записанные на жесткий диск, не пропадают
даже после выключения питания. 
Вообще, в системном блоке может находиться много устройств, которые записывают или считывают информацию с различных носителей. К ним можно отнести дисководы для гибких магнитных дисков (FDD, "флоппик", "флоп" и т.д.), приводы CD-ROM ("сиди", "сидюшник", "сидюк" и т.п.), приводы DVD, а также другие, менее распространенные устройства. Все они предназначены для записи и чтения информации с различных носителей (дискеты, компакт-диски и т.д.).
Вот, пожалуй, и все, что вы можете найти внутри системного блока вашего компьютера. Конечно, совсем не обязательно, что у вас есть все описанные компоненты. Но если вы читаете эту статью, то могу с уверенностью сказать, что в вашем компьютере есть материнская плата, процессор, оперативная память, видеокарта, жесткий диск, а также модем или сетевая карта.
95. Микропроцессоры: типы, функциональные характеристики, назначение основных функциональных узлов
Микропроцессор (МП), Или Central Processing Unit (CPU) — функционально-законченное программно управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.
Микропроцессор выполняет следующие функции:
• вычисление адресов команд и операндов;
• выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП);
• выборку данных из ОП, регистров МПП и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);
• прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;
• обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и регистры адаптеров ВУ;
• выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;
• переход к следующей команде.
Микропроцессор— процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.
Первые микропроцессоры появились в 1970-х и применялись в электронных калькуляторах, в них использовалась двоично-десятичная арифметика 4-х битных слов. Вскоре их стали встраивать и в другие устройства, например терминалы, принтеры и различную автоматику.
Структура микропроцессора: устройство управления, арифметико-логическое устройство, микропроцессорная память, интерфейсная система микропроцессора.
Функционально МП можно разделить на две части:
• операционную, содержащую устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) и микропроцессорную память (МПП) (за исключением нескольких адресных регистров);
• интерфейсную, содержащую адресные регистры МПП; блок регистров команд — регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты; схемы управления шиной и портами.
Обе части МП работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) происходит во время выполнения операционной частью предыдущей команды. Современные микропроцессоры имеют несколько групп регистров в интерфейсной части, работающих с различной степенью опережения, что позволяет выполнять операции в конвейерном режиме. Такая организация МП позволяет существенно повысить его эффективное быстродействие
Устройство управления (УУ)является функционально наиболее сложным устройством ПК — оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций (КШИ) во все блоки машины.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации. Функционально АЛУ состоит обычно из двух регистров, сумматора и схем управления (местного устройства управления).
Сумматор — вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов; сумматор имеет разрядность двойного машинного слова.
Регистры — быстродействующие ячейки памяти различной длины.
Схемы управления принимают по кодовым шинам инструкций управляющие сигналы от устройства управления и преобразуют их в сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ.
АЛУ выполняет арифметические операции «+», «-», «*» и «>» только над двоичной информацией с запятой, фиксированной после последнего разряда, то есть только над целыми двоичными числами. Выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой и над двоично-кодированными десятичными числами осуществляется с привлечением математического сопроцессора или по специально составленным программам.
Микропроцессорная память (МПП)- служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.Регистры- быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие)
Интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК;
Интерфейсная часть МП предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд.
Интерфейс(interface) - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.
Порт ввода-вывода (I/O ≈ Input/Output port)- аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.
Схема управления шиной и портамииспользует для связи с портами кодовые шины инструкций, адреса и данных системной шины.
Типы микропроцессоров: CISC,RISC,MISC. Универсальные, сигнальные, коммуникационные и медийные микропроцессоры.
Все микропроцессоры можно разделить на группы:
1. Микропроцессоры типа CISC с полным набором системы команд;
2. Микропроцессоры типа RISC с усеченным набором системы команд;
3. Микропроцессоры типа VLIW со сверхбольшим командным словом;
4. Микропроцессоры типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.
К основным относят группы CISC и RISC.
1. СISC-процессоры:Complex Instruction Set Computing— вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд.
2. RISC-процессоры: Reduced Instruction Set Computing (technology) — вычисления с сокращённым набором команд. Архитектура процессоров, построенная на основе сокращённого набора команд. Характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации.
Микропроцессор CISCиспользует набор машинных инструкций, полностью соответствующий набору команд языка ассемблера. Вычисления разного типа в нем могут выполняться различными командами, даже если они приводят к одному результату (например, умножение на два и сдвиг на один разряд влево). Такая архитектура обеспечивает разнообразные и мощные способы выполнения вычислительных операций на уровне машинных команд, но для выполнения каждой команды обычно требуется большое число тактов процессора.
Для CISC-процессоров характерно:
• сравнительно небольшое число регистров общего назначения;
• большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов;
• большое количество методов адресации;
• большое количество форматов команд различной разрядности;
• преобладание двухадресного формата команд; наличие команд обработки типа регистр-память.
Микропроцессоры с архитектурой RISC( Reduced Instruction Set Computers ) используют сравнительно небольшой (сокращённый ) набор наиболее употребимых команд, определённый в результате статистического анализа большого числа программ для основных областей применения CISC (Complex Instruction Set Computer )- процессоров исходной архитектуры. Все команды работают с операндами и имеют одинаковый формат. Обращение к памяти выполняется с помощью специальных команд загрузки регистра и записи. Простота структуры и небольшой набор команд позволяет реализовать полностью их аппаратное выполнение и эффективный конвейер при небольшом объеме оборудования. АрифметикуRISC- процессоров отличает высокая степень дробления конвейера. Этот прием позволяет увеличить тактовую частоту (значит, и производительность) компьютера; чем более элементарные действия выполняются в каждой фазе работы конвейера, тем выше частота его работы.RISC- процессоры с самого начала ориентированны на реализацию всех возможностей ускорения арифметических операций, поэтому их конвейеры обладают значительно более высоким быстродействием, чем в CISC - процессорах. ПоэтомуRISC- процессоры в 2 - 4 раза быстрее имеющих ту же тактовую частоту CISC - процессоров с обычной системой команд и высокопроизводительней, несмотря на больший объем программ, на ( 30 % ). Дейв Паттерсон и Карло Секуин сформулировали 4 основных принципаRISC:
1. Любая операция должна выполняться за один такт, вне зависимости от ее типа.
2. Система команд должна содержать минимальное количество наиболее часто используемых простейших инструкций одинаковой длины.
3. Операции обработки данных реализуются только в формате “регистр - регистр“ (операнды выбираются из оперативных регистров процессора, и результат операции записывается также в регистр; а обмен между оперативными регистрами и памятью выполняется только с помощью команд загрузки\записи ).
4. Состав системы команд должен быть «удобен» для компиляции операторов языков высокого уровня
Микропроцессоры типа RISC содержат только набор простых, чаще всего встречающихся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микропроцессоре производится их автоматическая сборка из простых. В этих МП все простые команды имеют одинаковый размер и на выполнение каждой из них тратится один машинный такт (на выполнение даже самой короткой команды из системы CISC обычно тратится четыре такта). Один из первых МП типа RISC -- ARM (на его основе был создан ПК IBM PC RT): 32-разряд-ный МП, имеющий 118 различных команд. Современные 64-разрядные RISC-микропроцессоры выпускаются многими фирмами: Apple (PowerPC), IBM (PPC), DEC (Alpha), HP (PA), Sun (Ultra SPARC) ит.д. '
Микропроцессоры типа RISC характеризуются очень высоким быстродействием, но они программно не совместимы с CISC-процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитировать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьшению их эффективной производительности.
В настоящее время наиболее распространены микропроцессорыRISCиCISCархитектурами, менее распространенымикропроцессорысMISCархитектурой
MISC(Minimum Instruction Set Computer) - Компьютер с минимальной системой команд. Последовательность простых инструкций объединяется в пакет, таким образом, программа преобразуется в небольшое количество длинных команд.
В попытке достижения компромисса между CISC и RISC были созданы микропроцессоры типа VLIW.
Основные функциональные характеристики: разрядность шин данных и адреса, тактовая частота, адресное пространство, число команд.
Разрядность шины данных микропроцессора определяет количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции; разрядность шины адреса МП определяет его адресное пространство.
Адресное пространство — это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.
Рабочая тактовая частота МП во многом определяет его внутреннее быстродействие, поскольку каждая команда выполняется за определенное количество тактов. Быстродействие (производительность) ПК зависит также и от тактовой частоты шины системной платы, с которой работает (может работать) МП.
|
Генератор тактовых импульсов Генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины . Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера. Системная шина Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
|
Сравнительная характеристика ОЗУ и ПЗУ
|
Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM, англ.) |
Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM, англ.) |
|
служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов. Используется только для чтения. |
предназначена для хранения информации, изменяющейся в ходе выполнения процессором операций по ее обработке. Используется как для чтения, так и для записи информации. |
|
энергонезависима, то есть записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера. |
энергозависима, то есть вся информация хранится в этой памяти только тогда, когда компьютер включен. |
Физически для построения запоминающего устройства типа RАМ используют микросхемы динамической и статической памяти, для которых сохранение бита информации означает сохранение электрического заряда (именно этим объясняется энергозависимость всей оперативной памяти, то есть потеря при выключении компьютера всей информации, хранимой в ней).
Оперативная память компьютера физически выполняется на элементах динамической RАМ, а для согласования работы сравнительно медленных устройств (в нашем случае динамической RАМ) со сравнительно быстрым микропроцессором используют функционально для этого предназначенную кэш-память, построенную из ячеек статической RАМ. Таким образом, в компьютерах присутствуют одновременно оба вида RАМ. Физически внешняя кэш-память также реализуется в виде микросхем на платах, которые вставляются в соответствующие слоты на материнской плате.
Необходимо заметить, что современные процессоры имеют свою внутреннюю кэш-память (таким образом, кэш- памятей в компьютере несколько), одна - самая быстрая и маленькая - встроена непосредственно в процессор. Например, процессор Mendocino (Celeron - A) имеет кэш-память 128 кбайт, а процессор Intel Pentium II - 512 кбайт.
В современных PC есть быстрая память еще одного вида, имеющая специальное назначение. Видеопамять хранит закодированное изображение экрана монитора. В IВМ РС видеопамять является компонентой контроллера (видеоадаптера, видеокарты), управляющего работой дисплея.
Логическая организация памяти современных персональных компьютеров достаточно сложна и включает в себя несколько различных уровней. Стандартная или конвенциональная память (Conventional memory) во всех IBM-совместимых компьютерах имеет стандартный размер — 640 Кбайт. Затем следует зона так называемой “верхней” памяти (UMB — Upper Memory Blocks) размером в 384 Кбайта.
Часть обычной стандартной области ОЗУ по необходимости используется для хранения резидентной части операционной системы, драйверов периферийных устройств. Но основное ее назначение — загрузка в нее исполняемых программ.
Регистровая память процессора — это внутренняя память процессора (иногда называется СОЗУ - сверхоперативное запоминающее устройство). Регистров немного (у IВМ РС их 14). Каждый из регистров служит своего рода черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты. Полученные результаты переписываются из регистров процессора в ячейки ОЗУ.
Обмен информацией между процессором и внутренней памятью производится машинными словами (из регистра в ячейку и обратно). Адрес ячейки, в которую направляется информация, передаваемая по шине данных, передается процессором по адресной шине.
Внешняя
(вспомогательная) память - это долговременная
энергонезависимая память для хранения
данных (программ, текстов, расчетов и
т.д.).
В отличие от оперативной
памяти,
внешняя
память не имеет прямой связи с процессором.
Информация от ВЗУ к процессору и наоборот
циркулирует примерно по следующей
цепочке:
Реализуется
этот вид памяти внешними запоминающими
устройствами (материальными носителями
информации), расположенными, как правило,
в системном блоке или вне его.
Для работы с внешней памятью необходимо
наличие накопителя
и носителя.
Накопители - устройства для записи и (или) считывания информации. Носители - устройства для хранения информации.
Основные виды накопителей:
накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
накопители CD-ROM, CD-RW, DWD.
Им соответствуют основные виды носителей:
гибкие магнитные диски(Floppy Disk);
жесткие магнитные диски (Hard Disk);
диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DWD.
Основные характеристики накопителей и носителей:
информационная емкость;
скорость обмена информацией;
надежность хранения информации;
стоимость.
В основу записи, хранения и считывания информации из внешней памяти положены два принципа - магнитный и оптический. Благодаря этим принципам обеспечивается сохранение информации и после выключения компьютера. Принцип работы магнитных запоминающих устройств В основе магнитной записи лежит преобразование цифровой информации (в виде 0 и 1) в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. В результате поверхность магнитных носителей разделяется на ненамагниченные участки (0) и намагниченные (1). У компьютеров ранних поколений функции внешней памяти выполняли перфоленты и перфокарты, а также магнитные ленты. Магнитные ленты являются устройствами с последовательным доступом (данные можно читать или записывать только последовательно, при нарушении порядка приходится долго ждать, пока лента будет перемотана в нужное место.
Сейчас в качестве носителей используют магнитные и оптические диски. Эти устройства являются устройствами с произвольным доступом, т.к. любую часть данных позволяют получить за одно и то же время. Магнитные диски бывают гибкие и жесткие.
Гибкий магнитный диск
Floppy Disk Drive (приводы или дисководы флоппи-дисков (гибких дисков)) в качестве носителя информации используют дискеты - носители небольшого объема информации, которые предназначены для переноса информации с одного компьютера на другой.
Устройство дискеты.
Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Для того, чтобы прочитать или записать информацию, неоюходимо вставить дискету в дисковод для гибких магнитных дисков. Дискета автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 об/мин. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.
Любой магнитный диск первоначально не готов к работе. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана структура диска. При форматировании поверхность диска делится на магнитные концентрические дорожки, разделенные на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальное количество информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.
В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.
Жесткий магнитный диск
Винчестеры или накопители на жестких дисках – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения.
По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше (достигает сотни Гбайт ), время доступа у винчестера на порядок меньше. Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией (это касается стационарных, т.е. встраиваемых в корпус компьютера винчестеров, в настоящее время существуют сменные винчестеры). Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором (form factor).
Винчестер состоит из нескольких жестких (чаще алюминиевых) дисков, с нанесенным на поверхность магнитным слоем и расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует пара головок записи/чтения. Зазор между головками и. поверхностью дисков составляет 0,00005–0,00001 мм. Скорость вращения дисков в зависимости от модели находится в пределах 3600–7800 об./мин. При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом экономится время на его разгон.
Логическая структура жестких дисков отличается от логической структуры гибких дисков. Минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.
Лазерный диск
CD-ROM ( англ. Compact Disk Real Only Memory - постоянное запоминающее устройство на основе компакт диска.
Компакт-диск диаметром 120 мм изготовлен из полимера и покрыт металической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения.
Принцип цифровой записи на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи.
Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется черелдованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы). Информация, нанесенная на диск, не может быть изменена.
Считывание информации с диска происходит за счет регистрации изменений интенсивности отраженного от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности(фиксируется 1), был рассеян или поглощен (фиксируется 0). Рассеивание или поглощение луча происходит в местах,где в процессе записи были нанесены углубления. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.
В отличие от магнитных дисков лазерный диск имеет всего одну физическую дорожку в форме спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему.
Емкость CD-ROM достигает 780 Мбайт.
CD-R (Сompact Disk Recorder) - записываемый диск емкостью до 700 Мбайт.
На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам.
CD-RW (Сompact Disk ReWritable) - диск, позволяющий записывать и перезаписывать информацию.
Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM.
DVD (Digital Versatile Disk) -универсальный цифровой диск.
Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, те же разновидности, и похожий принцип работы, он вмещает от 4,7 до 17 Гбайт информации. В отличие от компакт дисков DVD записываются с обеих сторон, на каждой стороне могут быть нанесены один или два слоя информации. Односторонние однослойные DVD диски имеют объем 4,7 Гбайта, двусторонние двухслойные - 17 Гбайт.
Flash – диски (карты)
ü 
Flash-память
- это энергонезависимый тип памяти,
позволяющий записывать и хранить данные
в микросхемах.
Устройства на основе flash-памяти не имеют
в своём составе движущихся частей, что
обеспечивает высокую сохранность данных
при их использовании в мобильных
устройствах.
.O
{color:white;
font-size:149%;}
a:link
{color:blue
!important;}
a:active
{color:#BBC6DB !important;}
a:visited
{color:#006699 !important;}
ü Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти от 256 Мбайт до 64 Гбайт. üУстройства для чтения – картридер.
5.5. Устройства ввода-вывода
Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит. Наиболее распространенные периферийные устройства приведены на рисунке:
Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.
Ниже приведена классификация устройств ввода:
Самым известным устройством ввода информации является клавиатура (keyboard) – это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре, контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность битов и передает их компьютеру. Отображение символов, набранных на клавиатуре, на экране компьютера называется эхом. Обычная современная клавиатура имеет, как правило, 101-104 клавиши, среди которых выделяют алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста, клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш. Существуют беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей.
Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность ее клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами. На долговечность клавиатуры определяется количеством нажатий, которые она рассчитана выдержать. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 миллионов нажатий.
К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.
Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.
У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции.
Мышь состоит из пластикового корпуса, cверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, который увеличивает сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.
Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.
Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.
Дигитайзер – это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.
Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.
Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бусмги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.
Главные характеристики сканеров - это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute - ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch - dpi).
После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.
Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.
Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14-дюймовые, 15-дюймовые, 17-дюймовые, 19-дюймовые, 21-дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL - элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (Catode Ray Tube - CRT) и жидкокристаллические - (Liquid Crystal Display - LCD).
В мониторах с электронно-лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. Электронный пучок формируется с помощью электронной пушки. Электронная пушка состоит из нагреваемого при прохождении электрического тока проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением, эмитирующего электроны покрытия, фокусирующей и отклоняющей системы.
При прохождении электрического тока через нагревательный элемент электронной пушки, эмитирующее покрытие, нагреваясь, начинает испускать электроны. Под действием ускоряющего напряжения электроны разгоняются и достигают поверхности экрана, покрытой люминофором, который начинает светиться. Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системой, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучек с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч побегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана. Таким образом, в течение определенного периода времени изображение перерисовывается. Частоту смены изображений определяет частота горизонтальной синхронизации. Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющих степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты горизонтальной синхронизации составляет 80 Гц, у профессиональных мониторов она составляет 150 Гц.
Современные мониторы с электронно-лучевой трубкой имеют специальное антибликовое покрытие, уменьшающее отраженный свет окон и осветительных приборов. Кроме того, монитор покрывают антистатическим покрытием и пленкой, защищающей от электромагнитного излучения. Дополнительно на монитор можно установить защитный экран, который необходимо подсоединить к заземляющему проводу, что также защитит от электромагнитного излучения и бликов. Уровни излучения мониторов нормируются в соответствии со стандартами LR, MPR и MPR-II.
Жидкокристаллические мониторы имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение. В них отсутствуют типичные для мониторов с электронно-лучевой трубкой искажения. Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения.
Для получения копий изображения на бумаге применяют принтеры, которые классифицируются:
по способу получения изображения: литерные, матричные, струйные, лазерные и термические;
по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;
по способу печати: ударные, безударные;
по цветности: чёрно-белые, цветные.
Наиболее распространены принтеры матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров низкое и они шумны во время работы. Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.
Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки.
Лазерный принтер также относится к безударным принтерам. Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество – тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге.
Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой они хранят образ информации, подготовленной к печати.
К основным характеристикам принтеров можно относятся:
- ширина каретки, которая обычно соответствую бумажному формату А3 или А4;
- скорость печати, измеряемая количеством листов, печатаемы в минуту
- качество печати, определяемое разрешающей способностью принтера - количеством точек на дюйм линейного изображения. Чем разрешение выше, тем лучше качество печати.
- расход материалов: лазерным принтером - порошка, струйным принтером - чернил, матричным принтером - красящих лент.
Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.
Процессор. Важнейшей характеристикой процессора, определяющей его быстродействие, является его частота, т. е. количество базовых операций (например, операций сложения двух двоичных чисел), которые производит процессор за 1 секунду. За двадцать с небольшим лет тактовая частота процессора увеличилась в 500 раз, от 4 МГц (процессор 8086, 1978 г.) до 2 ГГц (процессор Pentium 4, 2001 г.). Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность процессора. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессора увеличилась за 20 лет в 8 раз. В первом отечественном школьном компьютере «Агат» (1985 г.) был установлен процессор, имевший разрядность 8 бит, у современного процессора Pentium 4 разрядность равна 64 бит. Оперативная (внутренняя) память. Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный двоичный адрес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт. В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Например, объем адресуемой памяти может достигать 4 Гбайт, а величина фактически установленной оперативной памяти будет значительно меньше — скажем, * всего» 64 Мбайт. Оперативная память аппаратно реализуется в виде модулей памяти различных типов (SIMM, DIMM) и разного объема (от 1 до 256 Мбайт). Модули различаются по своим геометрическим размерам: устаревшие модули SIMM имеют 30 или 72 контакта, а современные модули DIMM — 168 контактов. Долговременная (внешняя) память. В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт), жесткие диски (до 50 Гбайт), оптические диски CD-ROM (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт). Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с). Производительность компьютера. Производительность компьютера является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты и разрядности процессора, объема оперативной (внутренней) и долговременной (внешней) памяти и скорости обмена данными. Производительность компьютера нельзя вычислить, она определяется в процесее тестирования по скорости выполнения определенных операций в стандартной программной среде. Многозада́чность(англ.multitasking) — свойствооперационной системыили среды программирования обеспечивать возможность параллельной (илипсевдопараллельной) обработки нескольких процессов. Истинная многозадачность операционной системы возможна только враспределенных вычислительных системах.
Свойства многозадачной среды
Примитивные многозадачные среды обеспечивают чистое «разделение ресурсов», когда за каждой задачей закрепляется определённый участок памяти, и задача активизируется в строго определённые интервалы времени.
Более развитые многозадачные системы проводят распределение ресурсов динамически, когда задача стартует в памяти или покидает память в зависимости от её приоритета и от стратегии системы. Такая многозадачная среда обладает следующими особенностями:
Каждая задача имеет свой приоритет, в соответствии с которым получает процессорное время и память
Система организует очереди задач так, чтобы все задачи получили ресурсы, в зависимости от приоритетов и стратегии системы
Система организует обработку прерываний, по которым задачи могут активироваться, деактивироваться и удаляться
По окончании положенного кванта времени ядро временно переводит задачу из состояния выполнения в состояние готовности, отдавая ресурсы другим задачам. При нехватке памяти страницы невыполняющихся задач могут быть вытеснены на диск (своппинг), а потом через определённое системой время, восстанавливаться в памяти
Система обеспечивает защиту адресного пространства задачи от несанкционированного вмешательства других задач
Система обеспечивает защиту адресного пространства своего ядра от несанкционированного вмешательства задач
Система распознаёт сбои и зависания отдельных задач и прекращает их
Система решает конфликты доступа к ресурсам и устройствам, не допуская тупиковых ситуаций общего зависания от ожидания заблокированных ресурсов
Система гарантирует каждой задаче, что рано или поздно она будет активирована
Система обрабатывает запросы реального времени
Система обеспечивает коммуникацию между процессами
Разрядность (битность) в информатике — количество разрядов (битов) электронного (в частности, периферийного) устройства или шины, одновременно обрабатываемых этим устройством или передаваемых этой шиной.
Примеры:
разрядность процессора (разрядность его машинного слова)
разрядность шины данных
разрядность ОС
разрядность ЖКИ
разрядность ЦАП и АЦП
разрядность звукового файла
Файл(англ.file) — блок информации навнешнем запоминающем устройствекомпьютера, имеющий определённое логическое представление (начиная от простой последовательности битов или байтов и заканчивая объектом сложнойСУБД), соответствующие ему операции чтения-записи (см.ниже) и, как правило, фиксированное имя (символьное или числовое), позволяющее получить доступ к этому файлу и отличить его от других файлов (см.ниже).
DOS (англ. Disk Operating System — дисковая операционная система, ДОС) — семейство операционных систем для персональных компьютеров, ориентированных на использование дисковых накопителей, таких как жёсткий диск и дискета.
Существовали операционные системы с таким названием для больших ЭВМ производства IBM и их клонов в 1960—1980-х годах
DOS является однозадачной операционной системой. После запуска управление передаётся прикладной программе, которая получает в своё распоряжение все ресурсы компьютера и может осуществлять ввод/вывод посредством как функций, предоставляемых операционной системой, так и функций базовой системы ввода/вывода (BIOS), а также работать с устройствами напрямую.
DOS имеет консольную систему ввода/вывода и поддерживает три стандартных потока: stdin, stdout и stderr.
DOS — 16-битная операционная система, работающая в реальном режиме, поэтому для расширения возможностей и преодоления ограничений реального режима были созданы так называемые расширители DOS. Они запускают программы в защищённом 32-битном режиме и эмулируют исходные сервисы операционной системы. Обычно они поддерживают стандарт DOS Protected Mode Interface (DPMI). Самый известный и широко используемый (в компьютерных играх) расширитель — DOS/4GW.
BIOS (англ. basic input/output system — «базовая система ввода-вывода»), также БСВВ, — реализованная в виде микропрограмм часть системного программного обеспечения, которая предназначается для предоставления операционной системе API доступа к аппаратуре компьютера и подключенным к нему устройствам.
В персональных IBM PC-совместимых компьютерах, использующих микроархитектуру x86, BIOS представляет собой набор записанных в микросхему EEPROM (ПЗУ) персонального компьютера микропрограмм (образующих системное программное обеспечение), обеспечивающих начальную загрузку компьютера и последующий запуск операционной системы.
Подробнее по этой теме см.: Начальная загрузка компьютера.
Для новых платформ компания Intel на замену традиционному BIOS предлагает Extensible Firmware Interface.
Основные производители BIOS для ноутбуков, персональных компьютеров и серверов (кроме продавцов-производителей):
American Megatrends (AMI)
Award Software (англ.)русск.
Phoenix Technologies
Для компьютеров на базе иных платформ для обозначения встроенного ПО используются другие термины. Например, в архитектуре SPARC такой набор микропрограмм может называться PROM, или Boot.
Подробнее по этой теме см.: Open Firmware.
.
Назначение BIOS материнской платы[править]
Инициализация и проверка работоспособности аппаратуры[править]
Бо́льшую часть BIOS материнской платы составляют микропрограммы инициализации контроллеров на материнской плате, а также подключённых к ней устройств, которые, в свою очередь, могут иметь управляющие контроллеры с собственными BIOS.
Сразу после включения питания компьютера, во время начальной загрузки компьютера, при помощи программ записанных в BIOS, происходит самопроверка аппаратного обеспечения компьютера — POST (power-on self-test). В ходе POST BIOS проверяет работоспособность контроллеров на материнской плате, задаёт низкоуровневые параметры их работы (например, частоту шины и параметры центрального микропроцессора, контроллера оперативной памяти, контроллеров шин FSB, AGP, PCI, USB). Если во время POST случился сбой, BIOS может выдать информацию, позволяющую выявить причину сбоя. Если нет возможности вывести сообщение на монитор, BIOS издаёт звуковой сигнал через встроенный динамик.
Подробнее по этой теме см.: POST (аппаратное обеспечение).
Подробнее по этой теме см.: Extended System Configuration Data.
Подробнее по этой теме см.: Звуковые сигналы BIOS.
Подробнее по этой теме см.: Коды ошибок BIOS.
Загрузка операционной системы[править]
Если во время работы POST удался, BIOS ищет на доступных носителях загрузчик операционной системы MBR и передаёт управление операционной системе. Операционная система по ходу работы может изменять большинство настроек, изначально заданных в BIOS.
В некоторых реализациях BIOS позволяет производить загрузку операционной системы через интерфейсы, изначально для этого не предназначенные (USB и IEEE 1394), а также производить загрузку по сети (применяется, например, в так называемых «тонких клиентах»).
Виды операционных систем Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором. Функции ОС: * Управление памятью; * Управление доступом к устройствам ввода-вывода; * Управление файловой системой; * Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов; * Управление использованием ресурсов; * Загрузка программ в оперативную память и их выполнение; * Интерфейс с пользователем; * Межмашинное взаимодействие (сеть); * Защита самой системы и пользовательских данных и программ; * Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы. Многозадачность (multitasking, multiprogramming) - свойство операционной системы и ЭВМ, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за какой-то период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ. Наиболее распространенной многозадачной системой является Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США). Виды ОС: * Многопользовательская система, система с коллективным доступом, система коллективного доступа (multiuser system, multiaccess system) - вычислительная система или ее часть (например операционная система), позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в очень быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом последний не замечает задержек времени, связанных с обслуживанием других пользователей. Примерами разработок указанного вида могут служить помимо Windows операционные системы: NetWare, созданная и развиваемая фирмой Novell (США) для локальных информационных вычислительных систем; Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США); REAL/32 и др. * Однопользовательская система (one user system) - операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS фирмы Microsoft (США) и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM. * Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) - операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети. Примерами сетевых операционных систем являются Windows NT, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux и др. Типы ОС: * графические (с наличием графического пользовательского интерфейса - GUI) - текстовые (только командная строка); * бесплатные - платные; * открытые (с возможностью редактировать исходный код) - закрытые (без возможности редактировать исходный код); * клиентские - серверные; * высокая стабильность (устойчивость к сбоям аппаратной части)- низкая стабильность; * простая в администрировании (для рядового пользователя) - сложная, для системных администраторов; * 16-разрядная - 32-разрядная - 64-разрядная (в далеком прошлом были еще и 8-разрядные); * с высоким уровнем безопасности данных - с низким уровнем безопасности;
Под операционной системой понимают комплект программ, позволяющих управлять ресурсами (оперативной памятью, жестким диском, процессором, периферией) компьютера.
Без операционной системы невозможно запустить какую-либо прикладную программу, например, текстовый редактор. Поэтому ОС - это база, под которую разрабатываются различные приложения.
Другими словами ОС - программа, управляющая компьютером, запускающая все другие программы и выполняющая для них различные сервисные функции.
Операционная система (оболочка) Windows - это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS , обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и программистов. Широчайшее распространение Windows сделало ее фактическим стандартом для IBM PC - совместимых компьютеров. Подавляющее большинство пользователей таких компьютеров работают в Windows , поэтому практически все новые программы стали разрабатываться именно для эксплуатации в среде Windows.
В отличие от оболочек типа Norton Commander, Windows не только обеспечивает удобный и наглядный интерфейс ( т.е. одинаковые принципы взаимодействия с программами) для операций с файлами, дисками и т.д., но и представляет новые возможности для запускаемых в среде Windows программ.
1) Обеспечивает возможность одновременного выполнения нескольких программ и переключения с одной программы на другую.
2) Обеспечивается поддержка масштабируемых шрифтов формата True Type.
3) Поддержка мультимедиа. То есть при подключении соответствующих устройств Windows может воспринимать звуки от микрофона, компакт-диска.
4) Для организации обмена данными между программами – буфер обмена данными.Одна программа помещает данные в буфер, другая вставляет в документ.
Недостатки: малая надежность, частое зависание системы.
Для упрощения поиска документов и приложений Windows предлагает пользователю так называемую концепцию рабочего стола. Рабочий стол в Windows - модель поверхности стола с документами и папками.
Для отображения файлов, хранящихся на жестком диске Windows использует папки. Т.е. папка является одной из составляющих системы файлов вашего компьютера.
Например, если в диалоговом окне Мой компьютер щелкнуть мышью на пиктограмме Панель управления, то откроется папка Панель Управления, элементы которой позволяют настроить компьютер в соответствии с вашими предпочтениями.
Папка является хранилищем информации. В ней могут находиться диски, файлы, другие папки, документы и различные приложения (по аналогии с каталогом в MS-DOS).
Элементы, которые непосредственно принадлежат ОС Windows , находятся