Компьютер Архитектура компьютера Что такое компьютер Компьютер

Компьютер. Архитектура компьютера.

Что такое компьютер? «Компьютер (англ. computer — «вычислитель» ) — машина для проведения вычислений. «Компьютер – это электронновычислительная машина, способная хранить и обрабатывать информацию, а также формировать и передавать различные команды внешним устройствам. » (Экслер, 2007)

Основные классы компьютеров Существует два основных класса компьютеров: § цифровые компьютеры - обрабатывающие данные в виде двоичных кодов; § аналоговые компьютеры - обрабатывающие непрерывно меняющиеся физические величины (электрическое напряжение, время и т. д. ), которые являются аналогами вычисляемых величин.

§ Один двоичный разряд называется битом, 8 битов составляют байт. Максимальное десятичное число, которое можно представить одним байтом, - это 255 (1111). Компьютеры оперируют единицами информации, называемыми словами, длина которых в различных машинах составляет от 8 до 60 бит.

Виды компьютеров § § § § Калькулятор Консольный компьютер Миникомпьютер Мэйнфрейм Персональный компьютер – Игровая приставка (Игровая консоль) – Карманный компьютер (КПК) – Одеваемый компьютер Рабочая станция – Настольный компьютер – Ноутбук (Лэптоп) Сервер Суперкомпьютер

§ Консо льный компью тер — компьютер, выполняющий подготовительные действия, необходимые для запуска основной компьютерной системы. Такие функции могут выноситься на отдельную машину при создании «больших» компьютерных систем, например, суперкомпьютеров. § С консольного компьютера, как правило, выполняется мониторинг состояния элементов и узлов главной компьютерной системы, на нём же хранится конфигурационная информация и служебные утилиты, применяемые для обслуживания и настройки основного компьютера.

Мейнфрейм – § высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предзназначенный для организации хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ.

Одеваемый компьютер — это компьютер, который можно носить на теле. Наиболее предполагаемая область применения — медицинские работники и военные. Назначение: возможность работать, общаться, развлекаться при помощи компьютера постоянно и иметь при этом полную свободу передвижения.

Мейнфре йм (от англ. Mainframe Main – основной или главный. Frame – рамка, скелет т. е. основа чего либо) — данный термин имеет два основных значения. Большая универсальная ЭВМ — высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ. Компьютер c архитектурой IBM System/360, 370, 390, z. Series.

Производительность мэйнфрейма поддерживается высокоскоростными внутренними соединениями, каналами вводавывода и скоростными сетевыми интерфейсами. Так, z 10 ЕС оборудован новым интерфейсом главной шины (host bus interface) на базе индустриального стандарта, обеспечивающим скорость передачи данных 6 ГБ/с Мэйнфрейм z 10 ЕС может использовать до четырех подсистем ввода-вывода (до 256 каналов каждая).

Архитектура компьютера § Архитектурой компьютера называется совокупность его компонентов. § Часто компоненты компьютера называют компьютерным "железом" (от англ. hardware). § Все компоненты компьютера делятся на внутренние и внешние. Внутренние компоненты обычно находятся внутри системного блока (хотя для многих из них существуют и внешние модели). Зато внешние или, как их еще называют, периферийные устройства всегда располагаются вне системного блока.

§ Классическая ЭВМ состоит из трех основных устройств: арифметикологического устройства, устройства управления и запоминающего устройства.

Микропроцессор — устройство, выполняющее алгоритмическую обработку информации, и, как правило, управление другими узлами компьютера или иной электронной системы. Представляет собой цифровую интегральную схему выполняющую последовательность инструкций — программу.

Центра льный проце ссор (ЦП; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное вычислительное устройство) — исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами.

Основные узлы микропроцессора: § Устройство управления, выполняющее роль арбитра над прочими узлами: анализ и декодирование потока инструкций, передача их в функциональные устройства, синхронизация узлов. § Одно или несколько исполнительных устройств, производящих обработку данных: арифметические, логические, сдвиговые операции, пересылки, операции над числами с плавающей запятой и пр. § Регистровый файл, выполняющий роль хранилища входных, промежуточных и выходных данных для обработки, а также хранилища управляющей информации. § Устройство ввода-вывода, обеспечивающее выборку инструкций из памяти, обмен данными с памятью и

§ Процессор - основное устройство в составе компьютера, в нем происходит вся обработка информации (за исключением некоторых видов графики и звука). § Основные характеристики: § Модель - к примеру один из процессоров фирм Intel (Intel Pentium IV, Intel Celeron) или AMD (Duron, Athlon 64).

Процессоры с сокращенной системой команд § Reduced Instruction Set Computer — 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. § Среди первых реализаций этой архитектуры были процессоры MIPS, Power. PC, SPARC, Alpha, PA-RISC. В мобильных устройствах широко используются ARMпроцессоры.

Процессоры с полным набором инструкций CISC-процессоры § Complex Instruction Set Computer — вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. Типичными представителями CISC является семейство микропроцессоров Intel x 86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд).

Процессор с минимальным набором команд MISC Minimum Instruction Set Computer — вычисления с минимальным набором команд. Архитектура MISC строится на модели с ограниченным числом команд (примерно 20 -30 команд).

Многоядерные процессоры § Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах). § Процессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют собой высокоинтегрированную реализацию мультипроцессорности. § Двухъядерность процессоров включает такие понятия, как наличие логических и физических ядер: например двухъядерный процессор Intel Core Duo состоит из одного физического ядра, которое в свою очередь разделено на два логических. Процессор Intel Core 2 Quad состоит из четырёх физических ядер, что существенно влияет на скорость его работы.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхъядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona 19 ноября 2007 года вышел в продажу четырёхъядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom. Эти процессоры реализуют новую микроархитектуру K 8 L (K 10). 27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80 -ядерного процессора.

На данный момент массово доступны двух- и четырёхъядерные процессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65 -нм ядре Conroe (позднее на 45 -нм ядре Wolfdale) и Athlon 64 X 2 на базе микроархитектуры K 8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе.

Процессор обеспечивает выполнение команд программы, повторяя следующие действия: – считать команду из памяти, – расшифровать команду, – обеспечить ее выполнение, – считать следующую команду, и так до тех пор, пока не завершит автоматическое выполнение программы, хранящейся в памяти компьютера.

Тактовая частота - количество элементарных операций, выполняемых процессором в секунду. Измеряется в мега- или гигагерцах. Например, 950 MHz, 2. 4 GHz Разрядность процессора указывает на то, сколько бит отводится им на хранение и обработку целого числа. От разрядности зависит производительность. Обычная разрядность сегодня – 32 (32 -разрядный процессор), однако Athlon 64 – это 64 разрядный процессор.

Компания ARM объявила о разработке энергетически эффективных процессоров нового поколения Cortex-A 15 Mpcore. Архитектура Cortex-A 15 предполагает возможность создания чипов с одним, двумя, четырьмя, восемью и, возможно, шестнадцатью ядрами. Тактовая частота может варьироваться в пределах от 1, 0 до 2, 5 ГГц. Процессоры нового поколения будут изготавливаться по 32 - или 28 -нанометровой технологии. Чипы будут применяться в смартфонах и мобильных компьютерах, но и в домашних медиацентрах, серверах, а также в сетевом оборудовании.

Каждое ядро процессора работает с указанной тактовой частотой. Производители не суммируют частоты ядер, т. к. частоты не складываются во время работы.

§ Связь устройств ЭВМ между собой осуществляется с помощью сопряжений, которые в вычислительной технике называются интерфейсами. § Интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для передачи информации между компонентами ЭВМ и включающих в себя электронные схемы, линии, шины и сигналы адресов, данных и управления, алгоритмы передачи сигналов и правила интерпретации сигналов устройствами.

Характеристика интерфейса § пропускная способность - количество информации, которая может быть передана через интерфейс в единицу времени; § максимальная частота передачи информационных сигналов через интерфейс; § максимально допустимое расстояние между соединяемыми устройствами; § общее число проводов (линий) в интерфейсе; § информационная ширина интерфейса - число бит или байт данных, передаваемых параллельно через интерфейс.

§ К динамическим параметрам интерфейса относится время передачи отдельного слова и блока данных с учетом продолжительности процедур подготовки и завершения передачи.

Виды интерфейса § 1. Universal Serial Bus универсальная последовательная шина – интерфейс для передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств, обеспечивающий подключение к ПК цифровых устройств. § 2. Serial – Ata - интерфейс, применяемый для подключения накопителей, винчестеров и оптических приводов. Спецификация SATA Revision 3. 0 предусматривает возможность передачи данных на скорости до 6 Гбит/с (практически до 4, 8 Гбит/с - 600 МБ/с).

Виды шин § Адресная шина. У процессоров Intel Pentium адресная шина 32 -разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32 -разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. § Шины данных. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64 -разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байт. § Шины команд. В большинстве современных процессоров шина команд 32 -разрядная, хотя существуют 64 -разрядные и даже 128 разрядные процессоры.

Компоненты ПК минимальной конструкции § § § 1. системный блок 2. дисплей 3. клавиатура

Системный блок В системном блоке находятся обязательные узлы, обеспечивающие работу компьютера: блок питания, системные часы, аккумулятор, сигнальные индикаторы. Системный блок содержит разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты). Наличие слотов расширения позволяет модифицировать компьютер, подключая к нему новые устройства. Главный принцип построения современного персонального компьютера — Принцип открытой архитектуры — правила построения компьютера, в соответствии с которыми каждый новый узел (блок) совместим со старым и легко устанавливается на компьютере.

Системный блок

Винчестер

Твердотельный накопитель § Полупроводниковый накопитель (англ. SSD, Solid State Drive) — энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей. Называть SSD "диском" — неправильно, так как в конструкции SSD не присутствует дисков как таковых: накопитель состоит из микросхем памяти и контроллера, подобно флеш-памяти. Следует различать полупроводниковые накопители, основанные на использовании энергозависимой (RAM SSD) и энергонезависимой (NAND или Flash SSD) памяти.

USB флеш-накопитель § (запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш -память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB. § USB-флешки обычно съёмные и перезаписываемые. Размер — около 5 см, вес — меньше 60 г. Получили большую популярность в 2000 -е годы изза компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого

Порты § Связь компьютера с различными внешними устройствами осуществляется через порты – специальные разъемы, расположенные на тыльной стороне системного блока.

Кулер - устройство охлаждения процессора и других компонентов. Современные процессоры при работе солидно греются. Для их охлаждения используется кулер, зачастую с радиатором. Кулер устанавливается прямо на процессор, обычно на термопасту – специальное вещество с высокой теплопередачей. Для самых производительных систем используются целые блоки с несколькими кулерами и системой радиаторов, они охлаждают не только процессор, но и винчестеры, и видеокарту.

Память ЭВМ § Памятью ЭВМ называется совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации. § Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами (ЗУ) того или иного типа. § Термин "запоминающее устройство" обычно используется, когда речь идет о принципе построения некоторого устройства памяти (например, полупроводниковое ЗУ, ЗУ на жестком магнитном диске и т. п. ), а термин "память" - когда хотят подчеркнуть выполняемую устройством памяти логическую функцию или место расположения в составе оборудования ЭВМ (например, оперативная память - ОП, внешняя память и т. п. ).

Операти вная па мять § часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции и время доступа к которой не превышает одного его такта. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти.

Различают два вида ОЗУ Static RAM Dynamic RAM Статическая память Динамическаяпамять

Статическая память с произвольным доступом ОЗУ, собранное на триггерах. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, даже если они вытравляются миллионами на одной

DRAM (Dynamic RAM) §Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов).

Недостатки DRAM Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы установить в единицу один разряд (один бит) памяти на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. Второй существенный минус — конденсаторы склонны к «стеканию» заряда; проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их ёмкость. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов необходимо регенерировать через определённый интервал времени — для восстановления. Регенерация выполняется путём считывания заряда (через транзистор). Контроллер памяти периодически приостанавливает все операции с памятью для регенерации её содержимого, что значительно снижает производительность данного вида ОЗУ. Память на конденсаторах получила своё название Dynamic RAM (динамическая память) как раз за то, что разряды в ней хранятся не статически, а «стекают» динамически во времени.

§ Оперативная память (RAM) - устройство кратковременного хранения информации, с которой работает процессор. Основная характеристика: объем в мегабайтах. Например, 256 Mb, 1024 Mb. § При отключении питания или перезагрузке компьютера вся информация из оперативной памяти стирается. § При работе с документами, нужно время от времени сохранять данные на диск. Иначе при случайной перезагрузке, зависании системы или даже скачке напряжения оперативная память очистится, и все данные, набранные после сохранения, потеряются.

§ К основным параметрам, характеризующим запоминающие устройства, относятся емкость и быстродействие. § Емкость памяти - это максимальное количество данных, которое в ней может храниться.

Емкость запоминающего устройства измеряется количеством адресуемых элементов (ячеек) ЗУ и длиной ячейки в битах. В настоящее время практически все запоминающие устройства в качестве минимально адресуемого элемента используют 1 байт (1 байт = 8 двоичных разрядов (бит)). Поэтому емкость памяти обычно определяется в байтах, килобайтах (1 Кбайт=210 байт), мегабайтах (1 Мбайт = 220 байт), гигабайтах (1 Гбайт = 230 байт) и т. д.

§ За одно обращение к запоминающему устройству производится считывание или запись некоторой единицы данных, называемой словом, различной для устройств разного типа. Это определяет разную организацию памяти. Например, память объемом 1 мегабайт может быть организована как 1 М слов по 1 байту, или 512 К слов по 2 байта каждое, или 256 К слов по 4 байта и т. д.

Быстродействие памяти определяется § продолжительностью операции обращения, то есть временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти и на ее считывание, или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации, и на ее запись: § tобр = max(tобр сч, tобр зп) § где tобр сч - быстродействие ЗУ при считывании информации; § tобр зп - быстродействие ЗУ при записи.

Классификация запоминающих устройств

По типу обращения ЗУ делят 1. на устройства, допускающие как чтение, так и запись информации, 2. постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), предназначенные только для чтения записанных в них данных (ROM - read only memory). ЗУ первого типа используются в процессе работы процессора для хранения выполняемых программ, исходных данных, промежуточных и окончательных результатов. В ПЗУ, как правило, хранятся системные программы, необходимые для запуска компьютера в работу, а также константы. В некоторых ЭВМ, предназначенных, например, для работы в системах управления по одним и тем же неизменяемым алгоритмам, все программное обеспечение может храниться в ПЗУ.

Основные характеристики запоминающих устройств - это емкость и быстродействие. Идеальное запоминающее устройство должно обладать бесконечно большой емкостью и иметь бесконечно малое время обращения. На практике эти параметры находятся в противоречии другу: в рамках одного типа ЗУ улучшение одного из них ведет к ухудшению значения другого. К тому же следует иметь в виду и экономическую целесообразность построения запоминающего устройства с теми или иными характеристиками при данном уровне развития технологии. Поэтому в настоящее время запоминающие устройства компьютера строятся по иерархическому принципу

§ Иерархическая организация памяти в современных ЭВМ

Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к информации в процессе ее обработки.

На нижнем уровне иерархии находится регистровая память - набор регистров, входящих непосредственно в состав микропроцессора (центрального процессора - CPU). Регистры CPU программно доступны и хранят информацию, наиболее часто используемую при выполнении программы: промежуточные результаты, составные части адресов, счетчики циклов и т. д. Регистровая память имеет относительно небольшой объем (до нескольких десятков машинных слов). РП работает на частоте процессора, поэтому время доступа к ней минимально. Например, при частоте работы процессора 2 ГГц время обращения к его регистрам составит всего 0, 5 нс.

Оперативная память - устройство, которое служит для хранения информации (программ, исходных данных, промежуточных и конечных результатов обработки), непосредственно используемой в ходе выполнения программы в процессоре. В настоящее время объем ОП персональных компьютеров составляет несколько сотен мегабайт. Оперативная память работает на частоте системной шины и требует 6 -8 циклов синхронизации шины для обращения к ней. Так, при частоте работы системной шины 100 МГц (при этом период равен 10 нс) время обращения к оперативной памяти составит несколько десятков наносекунд.

Для заполнения пробела между РП и ОП по объему и времени обращения в настоящее время используется кэш-память, которая организована как более быстродействующая (и, следовательно, более дорогая) статическая оперативная память со специальным механизмом записи и считывания информации и предназначена для хранения информации, наиболее часто используемой при работе программы. Как правило, часть кэш-памяти располагается непосредственно на кристалле микропроцессора (внутренний кэш), а часть - вне его (внешняя кэшпамять). Кэш-память программно недоступна. Для обращения к ней используются аппаратные средства процессора и компьютера.

Кэширование § Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кеш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика. § Различают кеши 1 -, 2 - и 3 -го уровней (обозначаются L 1, L 2 и L 3 — от Level 1, Level 2 и Level 3). Кэш 1 -го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того, кеши первого уровня часто делаются многопортовыми. Так, процессоры AMD K 8 умели производить одновременно 64 -битные запись и чтение, либо два 64 -битных чтения за такт, AMD K 8 L может производить два 128 -битных чтения или записи в любой комбинации. § Процессоры Intel Core 2 могут производить 128 -битные запись и чтение за такт. Кеш 2 -го уровня обычно имеет значительно большую латентность доступа, но его можно сделать значительно больше по размеру. Кэш 3 -го уровня самый большой по объёму и довольно медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Ключевую роль в этой иерархии играет оперативная память. Именно в ней хранятся программы во время их исполнения, именно отсюда загружаются в регистры микропроцессора исходные данные для обработки. Сюда же, как правило, передаются и окончательные результаты работы программ. Поэтому рациональное использование ОЗУ на протяжении всего времени работы ЭВМ чрезвычайно важно.

В оперативной памяти мультипрограммных ЭВМ обычно постоянно хранится ядро операционной системы. Программы ядра ОС в процессе работы ЭВМ выполняются часто, время их выполнения невелико. Остальные части операционной системы, как правило, находятся во внешней памяти, и в случае необходимости требуемые модули загружаются в оперативную память, занимая ее часть. В оставшейся части ОП хранится несколько программ, выполняемых в мультипрограммном режиме, и используемые ими данные.

RAM - random access memory) §В ЗУ с прямым (циклическим) доступом благодаря непрерывному вращению носителя информации (например, магнитный диск - МД) возможность обращения к некоторому участку носителя циклически повторяется. Время доступа здесь зависит от взаимного расположения этого участка и головок чтения/записи и во многом определяется скоростью вращения носителя. §В ЗУ с последовательным доступом производится последовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок не займет некоторое нужное положение напротив головок чтения/записи (например, магнитные ленты - МЛ). §В ЗУ с произвольным доступом (RAM - random access memory) время доступа не зависит от места расположения участка памяти (например, ОЗУ).

Устройства долговременного хранения информации служат для длительного хранения и быстрого доступа к информации. Большинство из них состоит из двух устройств: Дисковод + Диск (носитель информации) Естественно, при отключении питания, вся информация на носителях сохраняется. Винчестер (жесткий диск, hard disk, HDD) - основное устройство длительного хранения информации, единственное, совмещающее в себе дисковод и сам диск. Основная характеристика: емкость в гигабайтах. Например, 20 Gb, 60 Gb.

Лазерный дисковод (CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW) - устройство чтения, а часто и записи на лазерные диски. § CD-ROM, CD-R (read) - только читает компакт-диски § CD-RW (read-write) - читает и пишет на компакт-диски § DVD-ROM - читает диски в CD и DVD-формате (сверхплотная запись) § DVD-RW - самое дорогое устройство: читает и записывает CD и DVD-диски Основная характеристика: скорость в единицах, кратных двойке, обозначается буквой "Х". Например, 56 Х. Обычно, скорость чтения у CD-RW выше максимальной скорости записи. В характеристиках указывают обе: 56 X-24 X

§ § Лазерный-диск (компакт-диск, CD) - основной современный носитель информации. Основные характеристики: Емкость зависит от формата записи. Например, обычный CD-R или CD-RW диск (компакт-диск) вмещает около 700 Mb информации, а DVD-диск - около 5 Gb. Размер. Обычный диск имеет диаметр 5 дюймов, но иногда используются трехдюймовые. Возможность перезаписи или есть, или нет. "Болванки" маркируются как CD-R (однократная запись) или CD-RW (можно перезаписывать диск около 100 раз). Кроме того сейчас используются двусторонние компакт-диски. Емкость их, соответственно, возрастает в два раза, но, поскольку обе поверхности рабочие, обращаться с ними приходится очень осторожно.

Флоппи-дисковод служит для чтения и записи дискет. Дискеты сейчас считаются морально устаревшими носителями, поэтому на новые компьютеры флоппидисководы зачастую не ставят. Дискета (флоппи-диск) имеет размер 3 дюйма и емкость 1, 4 Mb. В дисковод ее нужно вставлять по выдавленной стрелочке и до щелчка. Одно из маленьких окошек в корпусе дискеты снабжено сдвигающейся крышечкой. Если оба окошка открыты, дискета защищена от записи.

§ § § Флэш-карты - миниатюрные накопители информации Плюсы флэш-накопителей: отсутствуют движущиеся части, поэтому система надежна компактность не нуждаются в дополнительном устройстве чтения, а присоединяются к USB-порту компьютера; обычно операционная система сама распознает флэшнакопитель как новый логический диск

§ Zip-дисководы работают с дискетами, похожими на флоппи-диски, но гораздо более толстыми и в жестком корпусе. Объем таких дисков в среднем около 100 Mb. § Магнитооптические дисководы. Съемные диски для них имеют емкость, сравнимую с емкостью винчестера, но стоит эта техника очень дорого и обычно используется для архивирования данных в больших компаниях. § Стриммер использует в качестве носителя кассеты с магнитной лентой. Доступ к ленте последовательный, в отличие от дисков, поэтому стриммер обычно используется для создания полных резервных копий дисков (образы дисков).

Материнская плата - к ней подключаются и через нее взаимодействуют остальные компоненты компьютера. Разъемы крепления внутренних плат называются слотами, отдельные слоты предназначены для плат оперативной памяти. Разъемы крепления внешних компонентов называют портами (например, сейчас многие устройства подключаются через USB-порт). При сборке компьютера тип процессора должен подходить к типу процессорного слота в материнской плате.

Устройство материнской (системной) платы 1. Слот для процессора 2. Слоты для ОЗУ(оперативной памяти) 3 -4. Разъемы для IDEустройств(жесткий диск, CD-ROM, флоппидисковод) 5. Слот для видеокарты AGP 6 -7. PCi- и ISA-слоты (слоты расширения) 8. Набор контактов для соединения с кнопками и лампочками корпуса

Материнская плата включает две основные микросхемы § 1. Северный мост – контроллер –концент-ратор памяти, обеспечивающий работу центрального процессора, оперативной памяти и видеоадаптера § 2. Южный мост - контроллер –концентра-тор ввода-вывода, обеспечивающий работу контроллеров, интегрированных в материнскую плату устройств, а также взаимодействие с внешними устройствами посредством организации шинного интерфейса

Блок питания подводит электропитание к каждому компоненту компьютера. Основная характеристика - мощность в ваттах: чем больше устройств смонтировано в компьютере, тем большая мощность требуется. Например, 350 Вт. Обычно корпус продается вместе с блоком питания.

Видеокарта (видеоплата) - отвечает за вывод изображения на экран монитора. Имеет свою оперативную видеопамять, объем видеопамяти измеряется в тех же мегабайтах, например, 128 Mb. Кроме того на всех современных видеокартах установлен видеоакселератор (видео-ускоритель, 3 Dускоритель) - дополнительный процессор, обрабатывающий графику.

Звуковая карта (плата) § Звуковая карта (плата) - отвечает за вывод звука. § Часто простенькая звуковая карта встроена в материнскую плату. Характеризуется глубиной звука - количеством бит, отводимым на каждый звук.

Сетевая карта (плата § Сетевая карта (плата) отвечает за связь компьютера с другими компьютерами локальной сети. § Отдельный вариант такой связи - выделенная линия при подключении к сети Интернет или городской локальной сети.

Модем - связывает компьютер с сетью удаленного доступа по телефонной линии. Основная характеристика - максимальная скорость соединения в бодах (бит/секунду). Например, 56 K = 56 килобод Существуют радиомодемы, работающие не по телефонной линии, а на радиоволнах.

Внешние компоненты компьютера Клавиатура - с нее вводится текстовая информация и команды управления. У стандартной клавиатуры 101 клавиша. Но современные клавиатуры могут содержать дополнительно: Windows-клавиши (вызов меню «Пуск» , вызов контекстного меню) Мультимедиа-клавиши (клавиши управления аудио- и видеопрограммами) Трекбол или «точпад» , выполняющий функции мыши

Манипулятор "мышь" - служит для работы с графическими элементами управления, а также рисования, черчения. § Основная кнопка мыши - левая (под указательным пальцем). Колесико служит для прокручивания текста, а также используется как средняя кнопка. Современные мыши обычно имеют несколько дополнительных программируемых кнопок. Джойстики и геймпады - аналоги мыши, использующиеся в игровых программах.

Трекбол § указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства.

Тачпад § сенсорная площадка), се нсорная пане ль — указательное устройство ввода, применяемое чаще всего в ноутбуках. § Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем» путем перемещения пальца по поверхности устройства. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превышает 50 см². Форма исполнения - чаще всего прямоугольник, но существуют модели и в виде круга

Пенмаус § Пенмаус похож на шариковую ручку, на рабочем конце которой находится узел, регистрирующий ее перемещения.

Графический планшет Дигитайзер Графический планшет - может использоваться вместо мыши, удобен для рисования, черчения (существуют специальные конструкторские планшеты с набором сенсорных кнопок).

Сканер - устройство преобразования графического изображения в электронный вид. Типы сканеров: Ручные - устройство небольшого размера вручную перемещается над изображением. Простейшие ручные сканеры используются в кассах магазинов самообслуживания. Листовые - в процессе обработки сканер протягивает лист через себя, как принтер. Так можно сканировать отдельные листы или тонкие журналы, но никак не книгу. Листовые сканеры используются в многофункциональных системах (телефон + факс + принтер + сканер + копир).

Планшетные - изображение помещается на плоскую поверхность и закрывается крышкой, как в ксероксе. Это самый универсальный тип сканера, дающий лучшее качество отсканированного изображения. Разрешение сканирования отвечает за качество (и следовательно, размер) получившегося изображения. Измеряется в dpi - количестве точек на квадратный дюйм. Например, стандартное разрешение сканирования для веб-изображений - 300 dpi. Отсканированное изображение всегда имеет растровый тип.

Веб-камера - видеокамера, передающая напрямую в компьютер изображение довольно низкого качества.

Устройства вывода Монитор - на его экран выводится визуальная информация в текстовом или графическом виде. Основные характеристики: Тип: – Электронно-лучевой (ЭЛТ) или "обычный" монитор, принцип действия которого схож с телевизором. У него большие размеры, и сильное, по сравнению с ЖКмонитором, излучение. – Жидкокристаллический (ЖК) монитор. У него чуть ниже частота развертки, и стоит он гораздо дороже, зато он почти ничего в пространство не излучает. У ЖК-мониторов довольно узкий угол обзора, то есть глядя на него сбоку, вы получаете картинку с искаженными цветами. Поэтому дизайнеры по сей день предпочитают ЭЛТ-мониторы.

§ Размер - задается диагональю экрана в дюймах. Например, 15", 21". § Разрешение экрана - это максимальное количество точек (пикселов) по горизонтали и вертикали, а также количество поддерживаемых цветов. Например, 1024*768 точек * 65535 цветов. Количество цветов часто задается через количество бит на один цвет. § Частота развертки экрана измеряется в герцах. Чем выше эта частота, тем четче изображение, и меньше устают глаза при работе за компьютером. Рабочая частота ЖК-монитора ниже, чем частота электронно-лучевого (~60 Hz

Принтер распечатывает текстовую или графическую информацию на бумаге. Основные характеристики: § Разрешение печати, как и для сканера, измеряется в dpi - количество точек изображения на квадратный дюйм (180 dpi, 600 dpi). § Тип: – Матричные - печатающая головка с иголочками ударяет по красящей ленте, как рычаги в печатной машинке. Изображение каждого символа строится из стольких же точек, сколько иголок в головке (например, 9 или 27), обычно эти точки на распечатке хорошо видны.

Струйные - краска выбрызгивается из форсунок в печатающей головке. Разрешение печати у них больше, но распечатка часто "мажется". Картриджи для цветного струйного принтера обходятся недешево: заправки хватает в среднем на 300 листов, но даже если не печатать, через какоето время краска в картридже высыхает сама. Однако, это единственный тип принтера, дающий качественную цветную печать для домашних условий (лазерные цветные принтеры очень громоздки и дороги).

Лазерные - красящий порошок прилипает к бумаге, участки которой нагреваются лазером. У этих принтеров самое высокое разрешение и скорость печати, а стоимость копии - самая низкая (хотя картридж лазерного принтера стоит очень дорого, но хватает его зачастую не на одну тысячу листов). Размер от формата бумаги А 4 (альбомный лист) и выше. Принтер может работать со "своей" бумагой и любым меньшим форматом.

Плоттер - печатающее устройство большого формата, обычно используется для вывода чертежей и больших иллюстраций (плакатов, календарей и т. д. ). В печатающую головку чертежного плоттера вставляются карандаши или фломастеры. Сейчас выпускают также струйные плоттеры.

Динамики служат для вывода звука. Это могут быть наушники, две простенькие колонки или мощная звуковая система из десятка мощных динамиков.