1. Принципы работы компьютера

1.1. Блок-схема компьютера

Любой компьютер (большая ЭВМ, мини-ЭВМ, персональный компьютер) может быть представлен состоящим из следующих ос­новных блоков:

• устройство управления (УУ). Организует процесс выполне­ния программ;

• арифметическо-логическое устройство (АЛУ). Обеспечива­ет выполнение арифметических и логических операций. В совре­менных персональных компьютерах УУ и АЛУ объединены в один блок, который называется процессором;

• запоминающее устройство. Обеспечивает запоминание и хранение данных в компьютере;

• устройства ввода и вывода информации (клавиатура, мони­торы, принтеры и др.).

Взаимодействие этих устройств обеспечивает выполнение всех функций компьютера.

1.2. Представление информации в компьютере

Компьютер обрабатывает только информацию, представленную в двоичной цифровой форме, вне зависимости от того, какой вид был у исходных данных: был ли это текст, или изображения, или звук. При вводе в компьютер данные кодируются и в компьютере представляются в двоичной системе счисления в виде нулей и еди­ниц. Единицей информации в компьютере является бит, т.е. двоич­ный разряд, который может принимать только одно из двух значе­ний: 0 или 1, это минимальная информация, которая может суще­ствовать в природе. Минимальной "значимой" единицей информа­ции, соответствующей символу, является байт - восемь последова­тельных неразрывных битов. В одном байте можно закодировать один из 256-ти символов (латинский, греческий и русский алфавиты, раз­личные служебные символы и т.д.). Более крупными единицами ин­формации являются килобайт (1024 байтов), мегабайт (1024 кило­байт), гигабайт (1024 мегабайт).

В дальнейшем мы будем говорить о персональных компьютерах IBM PC совместимых с ними, как наиболее распространенных в музеях страны.

2. Устройство персонального компьютера

Конструктивно персональный компьютер IBM PC состоит из следующих основных блоков:

• системный блок;

• группа устройств внешней памяти (накопители на магнит­ных, магнитооптических, оптических дисках, стриммеры для архи­вации данных на ленте и др.);

• группа устройств ввода и вывода, которые могут включать:

• клавиатуру - для ввода символов;

• мышку, джойстик - устройства, облегчающие ввод и манипу­лирование данными;

• монитор (или дисплей) - для представления на экране тексто­вой и графической информации;

• принтер - для вывода на печать текстов или изображений;

• сканеры — для ввода изображений;

• устройства для подключения в сеть (например, модемы), а также и некоторые другие устройства.

Приведенная классификация носит нестрогий, иллюстративный характер.

2.1. Системный блок

Основными элементами системного блока являются:

• Микропроцессор, небольшая электронная схема, выполня­ющая все вычисления и обработку информации. Основная харак­теристика микропроцессора: тип модели - тип и тактовая частота. Большинство современных компьютеров используют процессоры Intel Celeron или Pentium, тактовая частота у которых до 1200 мега­герц и выше (чем выше тактовая частота, тем быстрее работает про­цессор).

• Сопроцессор. Это дополнительное вычислительное устрой­ство, предназначенное для ускорения вычислений, которое бывает весьма важно при обработке изображений.

• Оперативная память. Принцип разделения на "оперативную" и "внешнюю" память базируется на чисто экономических соображе­ниях: оперативная память - быстрая, но дорогая, внешняя - деше­вая, но медленная. Особенностью оперативной памяти является то, что данные хранятся в ней только в течение того времени, когда компьютер включен. Если к моменту выключения компьютера дан­ные не перенести из оперативной памяти на внешние носители, эти данные будут утеряны. Оперативную память обычно обозначают RAM (Random Acsess Memory). В современных компьютерах уста­навливают обычно RAM не менее 256 мегабайт.

• Шина, или системная магистраль, которая связывает различ­ные элементы внутри компьютера и обеспечивает передачу данных между ними. В зависимости от функционального назначения выде­ляются: шина данных, адресная шина, шина управления. В зависи­мости от типа и назначения компьютера устанавливаются шины раз­личного типа.

• Все эти четыре элемента располагаются как правило на кон­структивном элементе, который называется материнской платой.

• Контроллеры. Это устройства, предназначенные для согла­сования работы отдельных узлов компьютера: процессора, оператив­ной памяти, дисководов, клавиатуры и других устройств.

Конструктивно основные элементы системного блока и устрой­ства памяти помещаются в корпусе компьютера. Кроме того, в кор­пусе помещается блок питания, кабельная сеть и некоторые вспомо­гательные элементы.