Устройства вывода
Устройства, предназначенные для вывода информации в форме, пригодной для восприятия человеком, называются устройствами вывода.
К устройствам вывода относятся:
-
монитор – устройство, предназначенное для отображения текстовой и графической информации.
Основной характеристикой всех мониторов является размер экрана видеодисплея (устройства для показа изображений, порождаемых другими устройствами) в дюймах по диагонали.
В настоящее время выпускают два вида мониторов:
-
ЭЛТ-мониторы – изготавливаются на базе электронно-лучевых трубок.
-
ЖК-мониторы (TFT-мониторы) – жидкокристаллические мониторы, изготовленные на базе тонкопленочных транзисторов.
-
принтер – устройство, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида – в широко используемом смысле: устройство, предназначенное для печати информации на бумажном носителе.
По способу печати принтеры делятся на три категории:
-
матричные
-
струйные
-
лазерные
-
плоттер (графопостроитель) - устройство для автоматического вычерчивания с помощью пера (пишущего блока) рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.
-
акустическая система - устройство для воспроизведения звука.
-
наушники - устройство для персонального прослушивания музыки, речи или иных звуковых сигналов.
Устройства обработки
Процессор, микропроцессор (CPU от английского Central Processing Unit - ЦПУ или центральное процессорное устройство) - центральное устройство компьютера, которое выполняет арифметические и логические операции, заданные программой преобразования информации, управляет вычислительным процессом и координирует работу периферийных устройств.
Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, возможности которой определяются размером кристалла кремния и количеством реализованных в нем транзисторов.
Вычислительную мощность определяют два параметра:
-
быстродействие – характеризуется тактовой частотой, измеряется в гигагерцах (ГГц)
-
разрядность – характеризуется способностью шины данных пропускать через себя информацию в единицу времени, измеряется в битах
В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными.
В многопроцессорных системах, процессоры делятся на:
-
центральные – проводят вычислительные операции
-
периферийные – обеспечивают работу с периферийными устройствами
Функции процессора:
-
обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
-
программное управление работой устройств компьютера.
Та часть процессора, которая обрабатывает данные, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами (в том числе и АЛУ), называется устройством управления (УУ).
АЛУ и УУ выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.
В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами, в которых хранятся входные данные, промежуточные данные и результирующие данные.
Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:
сумматор — регистр АЛУ для хранения промежуточных и результирующих данных;
регистр операндов – регистр АЛУ для хранения кодов адресов операндов
счетчик команд — регистр УУ для хранения адреса очередной выполняемой команды;
регистр команд — регистр УУ для хранения и частичного преобразования кода команды.
Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме.
Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации, а простыми стрелками — пути и направления передачи управляющих сигналов.
Команды, предназначенные для управления работой процессора, попадают из оперативной памяти в устройство управления. Это устройство управляет работой арифметико-логического устройства в соответствии с полученными командами.
В свою очередь, АЛУ в соответствии с полученными из УУ командами, осуществляет
-
ввод информации из регистров,
-
обработку информации и
-
запись обработанной информации в регистры.
Регистры процессора могут обмениваться информацией с ячейками оперативной памяти (тоже на основании команд АЛУ). Поэтому в конечном итоге процессор компьютера
-
осуществляет обработку данных, получаемых из оперативной памяти,
-
а обработанные данные также размещает в оперативной памяти.
Приведенное краткое описание работы процессора компьютера иллюстрирует, что обработка данных процессором представляет из себя последовательность очень «мелких» шагов:
-
считывание данных из оперативной памяти в регистры процессора,
-
обработка этих данных и
-
обратная запись данных из регистров процессора в ячейки оперативной памяти.
Непосредственно в процессор встроена сверхбыстрая память, работающая на частоте процессора – КЭШ-память. В кеш-память периодически загружается сразу относительно большой объем информации из оперативной памяти. Так как процессор работает на более высокой тактовой частоте, чем оперативная память, то фактически (если бы не было кеш-памяти) он бы простаивал в ожидании новых данных, поступающих из оперативной памяти.