Персональный компьютер ПК l Компьютер-электронновычислительная машина — это программируемое

Персональный компьютер(ПК) l Компьютер-электронновычислительная машина - это программируемое электронное устройство, предназначенное для обработки и хранения (накопления)информац ии.

СИСТЕМНЫЙ БЛОК включает в себя устройства, обеспечивающие работу компьютера: процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), накопители на гибких и жестких магнитных дисках, источник питания и др. Основные устройства компьютера (процессор, ОЗУ и др. ) размещены на материнской плате.

Материнская плата-сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.

МИКРОПРОЦЕССОР

l l МИКРОПРОЦЕССОР (CPU, Central Processor Unit — ЦПУ, или центральное процессорное устройство), электронная схема, устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем. В микрокомпьютере микропроцессор выполняет функции управления и обрабатывает большую часть информации. Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, возможности которой определяются размером кристалла кремния и количеством реализованных в нем транзисторов. Базовыми элементами микропроцессора являются транзисторные переключатели, на основе которых строятся регистры, представляющие собой совокупность устройств, имеющих два устойчивых состояния и предназначенных для хранения информации и быстрого доступа к ней. Количество и разрядность регистров во многом определяют архитектуру микропроцессора. Выполняемые микропроцессором команды предусматривают, как правило: арифметические действия, логические операции, передачу управления (условную и безусловную) и перемещение данных (между регистрами, оперативной памятью и портами ввода и вывода). Микропроцессор представляет собой одно из самых сложных электронных устройств, процесс изготовления которого состоит из сотен технологических операций В производстве микропроцессоров используется метод фотолитографии. При помощи масок (шаблонов) в микропроцессоре слой за слоем создаются структуры с определенными характеристиками.

l Такие структуры создаются из фоторезиста — вещества, растворяющегося под воздействием ультрафиолетовых лучей. Фоторезист наносится на поверхность кремниевой подложки и облучается ультрафиолетом через маску. В раствор фоторезиста вводят примеси, обеспечивающие после затвердения необходимую электрическую проводимость. Если нужно сформировать непроводящий электричество участок, то на его поверхность наращивается слой оксида кремния. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту, которая измеряется в мегагерцах. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность компьютера. Тактовая частота указывает скорость выполнения элементарных операций внутри микропроцессора.

l l l Кэш микропроцессора — кэш (сверхоперативная память), используемый микропроцессором компьютера для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Является одним из верхних уровней иерархии памяти. Кэш использует небольшую, очень быструю память (обычно типа SRAM), которая хранит копии часто используемых данных из основной памяти. Если большая часть запросов в память будет обрабатываться кэшем, средняя задержка обращения к памяти будет приближаться к задержкам работы кэша. Когда процессору нужно обратиться в память для чтения или записи данных, он сначала проверяет, доступна ли их копия в кэше. В случае успеха проверки процессор производит операцию используя кэш, что быстрее использования более медленной основной памяти. Подробнее о задержках памяти см. Задержки (англ. SDRAM latency) SDRAM: t. CAS, t. RCD, t. RP, t. RAS. Большинство современных микропроцессоров для компьютеров и серверов имеют как минимум три независимых кэша: кэш инструкций для ускорения загрузки машинного кода, кэш данных для ускорения чтения и записи данных и буфер ассоциативной трансляции (TLB) для ускорения трансляции виртуальных (математических) адресов в физические, как для инструкций, так и для данных. Кэш данных часто реализуется в виде многоуровневого кэша (L 1, L 2, L 3).

Оперативная память

l l Операти вная па мять— энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится: непосредственно, либо через сверхбыструю память, 0 -го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии кэша — через него. Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение, то есть, компьютер включён. Пропадание на модулях памяти питания, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному уничтожению данных в ОЗУ.

ОЗУ l l Схемы, в которых в качестве запоминающей ячейки используется параллельный регистр называются статическим оперативным запоминающим устройством статическим ОЗУ (RAM - random access memory - память с произвольным доступом), т. к. информация в нем сохраняется все время, пока к микросхеме ОЗУ подключено питание. В отличие от статической ОЗУ в микросхемах динамического ОЗУ постоянно требуется регенерировать их содержимое, иначе информация будет испорчена. В микросхемах ОЗУ присутствуют две операции: операция записи и операция чтения. Для записи и чтения информации можно использовать различные шины данных (как это делается в сигнальных процессорах), но чаще используется одна и та же шина данных. Это позволяет экономить внешние выводы микросхем, подключаемых к этой шине и легко осуществлять коммутацию сигналов между различными устройствами.

l l Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим «сна» , что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. Для сохранения содержимого ОЗУ в таком случае, применяют запись содержимого оперативной памяти в специальный файл (в системе Windows XP он называется hiberfil. sys). В общем случае, оперативная память содержит данные операционной системы и запущенных на выполнение программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер. Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Видеока рта

l Видеока рта — электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой.

Блок питания

l l Компьютерный блок питания— блок питания, БП) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. В некоторой степени блок питания также: выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения; участвует в охлаждении компонентов персонального компьютера

Монитор

Монито р — конструктивно законченное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. l Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере — видеокарта). В некоторых случаях в качестве монитора может применяться и телевизор. l

Мышь

l Компьютерная мышь (просто «мышь» или «мышка» ) — механический манипулятор, преобразующий движение в управляющий сигнал. В частности, сигнал может быть использован для позиционирования курсора или прокрутки страниц. Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно — на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В разных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором — указателем — манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью»

Клавиатура

l Компьютерная клавиатура — одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер. Стандартная компьютерная клавиатура, также называемая клавиатурой PC/AT или ATклавиатурой (поскольку она начала поставляться вместе с компьютерами серии IBM PC/AT), имеет 101 или 102 клавиши. Клавиатуры, которые поставлялись вместе с предыдущими сериями — IBM PC и IBM PC/XT, — имели 86 клавиш

Средства хранения и переноса информации l Магнитные дисковые накопители Принцип работы магнитных запоминающих устройств основаны на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя, на который, непосредственно, осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т. д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства.

l Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение полярности напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.

Существует несколько способов физического сохранения данных на жестком диске. Обычные жесткие диски используют «вертикальное» отображение. Данные записываются сначала на одном цилиндре сверху вниз, затем головки переходят на другой цилиндр и так далее. При «горизонтальном» отображении сначала данные записываются последовательно от цилиндра к цилиндру на поверхности одного диска, затем также на поверхности следующего плоттера и так далее Такой способ лучше подходит для записи непрерывного высокоскоростного потока данных, например при записи «живого» видео. Способы размещения данных на НМЖД а - «вертикальное» отображение; б - «горизонтальное» отображение; в - комбинированный способ отображения, использующий как «вертикальный» , так и «горизонтальный» способы оно имеет большее сопротивление и позволит делать диски тоньше чем

Флеш-память

l l Флеш-память — разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM). Это же слово используется в электронной схемотехнике для обозначения технологически законченных решений постоянных запоминающих устройств в виде микросхем на базе этой полупроводниковой технологии. В быту это словосочетание закрепилось за широким классом твердотельных устройств хранения информации. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности, большому объёму, скорости работы и низкому энергопотреблению, флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах и носителях информации. Серьёзным недостатком данной технологии является ограниченный срок эксплуатации носителей, а также чувствительность к электростатическому разряду.

Ма тричный принтер Матричный принтер Star LC-10 Принцип формирования изображения в матричном принтере

l В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, представляющей собой набор иголок, приводимых в действие электромагнитами. Головка располагается на каретке, движущейся по направляющим поперёк листа бумаги; при этом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящую ленту, аналогичную применяемой в печатных машинках и обычно упакованную в картридж, тем самым формируя точечное изображение. Для перемещения каретки обычно используется ременная передача, реже — зубчатая рейка или винтовая передача. Приводом каретки является шаговый электродвигатель. Такой тип матричных принтеров именуется SIDM

Струйный принтер Epson Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица, печатающая жидкими красителями. Картриджи с красителями бывают со встроенной печатающей головкой — в основном такой подход используется компаниями Hewlett-Packard, Lexmark. Фирмы, в которых печатающая матрица является деталью принтера, а сменные картриджи содержат только краситель

Лазерный принтер 1993 Apple Laser. Writer Pro 630 один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обычной (не специальной) бумаге. Подобно фотокопировальным аппаратам лазерные принтеры используют в работе процесс ксерографической печати, однако отличие состоит в том, что формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции (освещения) лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера.

Пло ттер Плоттер (графопостроитель) устройство для получения бумажных копий электронных чертежей, карт, рисунков и иной графической информации. Возможно использование и для широкоформатной печати. Плоттеры делятся на планшетные, барабанные, фрикционные и рулонные.

Эргономичное рабочее место для монитора и компьютера l l l - Отрегулируйте высоту монитора, таким образом, чтобы верхняя часть экрана находилась на уровне глаз или немного ниже. Ваш взгляд должен быть направлен немного вниз, когда вы смотрите в центр экрана - Расстояние до монитора должно составлять от 500 до 710 мм. - Наклоните монитор на 10 -20 градусов назад, чтобы верхняя и нижняя части экрана находились на одинаковом расстоянии от ваших глаз. Произведите донастройку положения монитора, чтобы устранить блики - Центральная линия клавиатуры должна быть на одном уровне с согнутым в локте предплечьем и запястьем. Расположите клавиатуру, примерно, на 510 мм ниже монитора - Наклоните клавиатуру на 10 градусов

На что еще следует обратить внимание l l Рабочее кресло. Предпочтение лучше всего отдавать настраиваемым (регулирующимся) креслам. Периодически давайте отдыхать вашим глазам. Отведите глаза от экрана компьютера; направьте взгляд на противоположную стену или в окно, фокусируясь на отдаленном объекте, чтобы поработать глазными мышцами. Время от времени вставайте и выполняйте несложные упражнения на растягивание мышц спины и рук. Располагайтесь за компьютером таким образом, чтобы минимальное количество раз поворачивать голову в процессе работы с информацией. Имейте в виду, что даже организовав эргономичное рабочее место, вы можете продолжать испытывать мышечный дискомфорт, если ваше тело будет подолгу находиться в одном и том же положении.