инфопособие2013

В настоящее время существует такое количество разновидностей компьютерных мышей, что их даже пытаются классифицировать по типу соединения с компьютером, по назначению, и исполнению. Так, например, мыши могут быть: проводными, оптическими,

беспроводными, ассиметричными, шариковыми, трекболами,

эргономичными и т. д. Современная мышь сильно отличается от своей прародительницы и имеет не одну, а иногда и более десятка кнопок для выполнения функций управления вводом (рис.4.7)

а б

Рис. 4.6. Первая мышь: а) общий вид; б) вид снизу

Устройством ввода служат также внешние запоминающие устройства (ВЗУ) к ним относятся компакт-кассеты, магнитные ленты, магнитные диски, карты памяти и пр.. Информация, которая вводится с этих устройств, должна быть получена также с помощью компьютера. ВЗУ служат для передачи информации с одного компьютера на другой.

К устройствам вывода информации относятся дисплей (рис. 4.8) и принтер. Монитор или дисплей (display – показ), предназначен для отображения текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом (рис. 4.8).или графическом (рис. 4.9).

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки – знакоместа. До жидкокристаллических мониторов чаще всего на 25 строк по 80 символов. В графическом режиме экран монитора представляет собой область, разбитую на клетки или точки, размер этих точек – это минимальная единица изображения, которую монитор может воспроизвести четко и раздельно. Эти точки называются пикселями. Пиксели могут храниться, адресоваться и показываться.

63

4.7. Разновидности современных мышей

Количество пикселей, которое может воспроизвести монитор,

называется его разрешающей способностью.

64

Рисунок 4.8 Пример текстового режима работы монитора

Рис. 4.9. Пример графического режима работы монитора. Здесь скриншот текстового примера режима работы монитора вставлен в текст документа приложения

MicrosoftWORD

65

Для обозначения разрешающей способности различных процессов преобразования изображений (сканирование, печать, растеризация и т. п.) используют следующие термины:

dpi (англ.dotsperinch) — количество точек на дюйм;

ppi (англ. pixelsperinch) — количество пикселей на дюйм; lpi (англ. linesperinch) — количество линий на дюйм;

spi (англ. samplesperinch) — количество сэмплов на дюйм

По историческим причинам величины стараются приводить к dpi, хотя с практической точки зрения ppiболее однозначно характеризует для потребителя процессы печати или сканирования. Разрешение lpi широко используется в полиграфии, spi для описания внутренних процессов устройств или алгоритмов.

Разрешение устройства описывает максимальное разрешение изображения, получаемого с помощью устройства ввода или вывода. Например, под разрешением экрана монитора обычно понимают размеры изображения в пикселах: 800×600, 1024×768, 1280×1024. Разрешение принтера, сканера обычно указывают в DPI: 300 DPI, 600 DPI, 1200 DPI.

Для типичных разрешений мониторов и экранов устройств существуют устоявшиеся буквенные обозначения:

•QVGA — 320×240; стандарт для PocketPC, КПК под управлением Linux, а также многих современных мобильных телефонов и смартфонов;

•HVGA — 640×240 или 320×480; применялись в КПК клавиатурной серии HPJornada и ряде КПК Psion или Palm/SonyClie соответственно;

•VGA — 640×480 — 0,3 Мпикс; стандарт для PocketPC, КПК под управлением Linux, а также стандартное разрешение многих фотокамер в мобильных телефонах и смартфонах.

Мониторы бывают с электронно-лучевой трубкой и

жидкокристаллические (рис. 4.10, а, б), которые применяются как в стационарных компьютерных системах, так и переносных компьютерах – ноутбуках и других устройствах обработки информации (сотовые телефоны, интернет-планшетники, электронные книги), а еще современные мониторы являются не только средствами вывода, но и средствами ввода информации. Такие мониторы называются сенсорными, они реагируют на механическое воздействие аналогично кнопкам клавиатуры и могут быть организованы на двух принципах – ѐмкостном и

резистивном.

66

Рис. 4.10. Мониторы ПК: а) с электронно-лучевой трубкой; б) - жидкокристаллический

В современных устройствах обработки информации, так называемых электронных книгах eBook’ах, используется для отображения информации технология электронных чернил – e-Ink, которая формирует изображение в отражѐнном свете, как обычная бумага, и может хранить изображение текста и графики в течение достаточно длительного времени, не потребляя при этом электрической энергиии затрачивая еѐ только на изменение изображения (рис. .4.11)

Рис. 4.11. Электронные книги с технологией e-Ink

Для фиксации компьютерной информации в текстовом (символьном) виде используют принтеры – печатающие устройства.

67

Разработанные с помощью компьютера чертежи какого-либо изделия выводятся на бумагу с помощью графопостроителя – автоматической чертежной доски, управляемой компьютером. Чертежи на лист наносятся рапидографом – инструментом, напоминающим фломастер.

Все шире применяются такие устройства вывода как синтезаторы речи, которые преобразуют числа, слова и фразы, образованные в памяти компьютера в электрические колебания, соответствующие голосу или звукам музыкальных инструментов.

Все основные узлы компьютера: микропроцессор, ОЗУ, контроллеры или адаптеры (электронные схемы, служащие промежуточным звеном между ОЗУ и внешними устройствами, соединены с микропроцессором и ОЗУ через шину), блок питания, накопители или дисководы для гибких магнитных дисков (ВЗУ), накопитель на жестком магнитном диске (винчестер) объединяются в ПЭВМ в системный блок.

Контрольные вопросы и задания

1.Из каких основных частей состоит машина фоннеймановского типа и каково их назначение?

2.В каких режимах может работать монитор?

3.Что такое разрешающая способность монитора?

4.Что такое пиксель?

5.Какие устройства ввода-вывода информации вы знаете?

6.Какие функции кроме отображения информации могут быть заложены в современном мониторе?

7.Какие функции может выполнять офисное многофункциональное устройство (МФУ)?

8.Зачем оперативная память принтеру?

9.Какие устройства могут общаться с человеком, используя звуковую речь?

10.Чем сенсорный монитор отличается от резистивного?

11.Подготовьте сообщения на тему: «Современные устройства ввода/вывода», «Что такое виртуальная реальность и общение в интерактивном режиме?», «Архитектура современных процессоров.

68

Глава 5. ПРОЦЕССОРЫ

5.1. Основные определения

Процессор – важнейший элемент ЭВМ, производством процессоров занимается большое число фирм. Наиболее массовое распространение в настоящее время получили процессоры, произведенные фирмой Intel (США).

По конструктивному признаку все процессоры делятся на разрядно- модульные (собираемые из нескольких микросхем) и однокристальные (они изготавливаются в виде одной микросхемы, на одной подложке, на одном кристалле). Однокристальные процессоры в настоящее время

с сокращенным набором команд. Эти процессоры нацелены на быстрое выполнение небольшого набора простых команд. При выполнении сложных команд RISC-процессоры работают медленнее, чем CISCпроцессоры.

Заметим, что эти две архитектуры процессоров постоянно сближаются, вбирая лучшие свойства. Тем не менее более перспективной считается RISC-архитектура.

Под термином «архитектура» понимается конструкция процессора

и иимеющаяся система команд процессора (набор инструкций).

5.2. История развития процессоров

Самым первым процессором, выпущенным фирмой Intel в 1971 г. был четырехразрядный процессор Intel 4004.

В 1974 г. был разработан восьмиразрядный процессор Intel 8080 (отечественный аналог КР580ВМ80А), а в 1978 г – процессор Intel 8086, который был совместим с микропроцессором Intel 8080 (рис. 5.1). Система команд процессора насчитывала 134 команды. На базе микропроцессора 8086 и его модификации 8088 выпускались компьютеры IBM PC и IBM

PC/XT.

69

Микропроцессор (МП) изготавливается по полупроводниковой технологии и размещается на одном кристалле, в одной микросхеме (иногда говорят – в одном чипе).

В 1980 г. был анонсирован сопроцессор с плавающей точкой 8087, который расширил состав команд процессора 8086 почти на 60 новых команд.

а

Рис.5.1. Первые процессоры: а) – Intel 4004; б) – Intel 8008; в) – КР580ВМ80А

Сопроцессор— это специальная микросхема (помощник), которая берет на себя часть важных функций процессора, чаще всего выполнение арифметических операций с плавающей точкой (рис. 5.2). Сопроцессор берет на себя реализацию арифметических операций аппаратным способом (по этой причине его иногда называют математическим сопроцессором.), что намного увеличивает скорость вычислений

70

В микропроцессоре Intel 80286 (1982) еще больше усовершенствована конструкция МП 8086.В нем реализована защита памяти, расширено адресное пространство, а также добавлено несколько команд.

Процессор Intel 80286 может выполнять программы, разработанные для процессора Intel 8086. Способность процессора последующей модификации выполнять программы, разработанные для процессоров предыдущей конструкции, называется совместимостью процессоров снизу вверх. Другими словами, программы, разработанные для предыдущих конструкций процессоров, работают без исправлений и дополнений на процессорах новых конструкций.

Рис. 5.2. Сопроцессор DRC фирмы AMD

Начиная с МП 80286 процессоры фирмы Intel поддерживают режим выполнения нескольких задач (так называемый многозадачный режим). При работе в многозадачном режиме процессор поочередно переключается от одной задачи к другой, но в каждый текущий момент времени обслуживается лишь одна программа.

Для процессора 80286 выпускался сопроцессор 80287. На базе этих микросхем, компанией IBM с 1984 г., производились персональные компьютеры IBM PC/AT.

В 1987 г. появился микропроцессор 80386. С этого процессора, во всех процессорах используется конвейерное выполнение команд – одновременное выполнение в разных частях МП нескольких последовательно записанных в ОЗУ команд. Конвейерное выполнение

71

команд увеличивает быстродействие ЭВМ в 2– 3 раза. МП 80386 может функционировать в двух основных режимах:

характеризуется параллельным выполнением нескольких задач как бы несколькими процессорами 8086 по одному на каждую задачу.

Следующий за ним процессор 80486 разработан в 1989 г. и содержит уже более миллиона транзисторов.

Процессоры i486SX и i486DX — это 32-разрядные процессоры, у которых внутренняя кэш-память первого уровня имеет емкость 8 КБ. Основное отличие между ними заключается в том, что в процессоре i486DX впервые сопроцессор размещен на общей подложке (на одном кристалле) с процессором. В МП i486SX отсутствует встроенный сопроцессор для выполнения операций с плавающей точкой. Поэтому он имеет меньшую цену и применяется в ЭВМ, для которых не очень важна производительность приобработке вещественных чисел. По желанию пользователя такие ЭВМ могут быть укомплектованы дополнительным сопроцессором i487SX, который изготовляется в виде отдельной микросхемы.

Впроцессоре i486DX2 применяется технология удвоения внутренней тактовой частоты. Это позволяет увеличить производительность процессора почти на 70 %. Процессор J486DX4/100 использует технологию утроения тактовой частоты. Он работает с внутренней тактовой частотой 99 МГц, в то время как внешняя тактовая частота составляет 33 МГц (частота, на которой работает системная шина).

Впроцессоре Pentium (появился в 1993 г.) стали использоваться элементы структуры RISC-процессоров. Он изготовлен по 0,8-микронной технологии и содержит 3,1 млн транзисторов. Процессор Pentiumиногда обозначают Р5 или 80586.

Термин «0,8-микронная технология» означает, что каждый транзистор размещается на кристалле внутри квадрата с указанным размером стороны.

Первоначальная реализация процессора Pentium была рассчитана на работу с тактовыми частотами 60 и 66 МГц. Впоследствии были разработаны процессоры Pentium, работающие с тактовыми частотами 75, 90, 100,

120, 133, 150, 166, 200 МГц.

Прогресс в области разработки и производства процессоров идет непрерывно.

72