Аппаратное обеспечение компьютера - это все электронные и механические устройства компьютера.

Общая схема аппаратного обеспечения компьютера:

Структура аппаратного обеспечения персонального компьютера:

• системная плата (материнская плата) - на ней размещены:
  • процессор (центральный процессор)+система охлаждения,
  • внутренняя память,
  • системная шина,
  • слоты.
• платы периферии (могут быть встроены в системную плату) - на них размещены контроллеры устройств ввода-вывода+разъемы:
  • контроллеры дисководов,
  • видеокарта (видеоконтроллер, графическая плата),
  • звуковая карта (звуковой контроллер, звуковая плата),
  • сетевая карта (сетевой адаптер, сетевая плата),
  • контроллеры других устройств,
• устройства ввода и вывода:
  • дисководы:
    • дисковод на жеском диске,
    • привод гибких дисков (дисковод для дискет),
    • привод оптических дисков (привод CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW),
    • стример
  • другие устройства;
• блок питания

Общую схему компьютера можно посмотреть .

Рассмотрим подробно каждое устройство и его функции.

Процессор - устройство, выполняющее арифметические и логические операции, и управляющее другими устройствами компьютера.

В его состав входят:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ);
• устройство управления (УУ);
• регистры;

Современные процессоры работают согласно принципам машины фон Неймана (архитектуре фон Неймана).

Система охлаждения процессора - используется для отвода тепла от нагревающихся процессора. Чаще используется воздушное охлаждение с помощью кулера (вентилятор+радиатор).

Внутренняя память

В ее состав входят:

• оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - энергозависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация стирается). ОЗУ используется для чтения и записи. В ОЗУ хранятся выполняемые программы и данные, которые они обрабатывают (Например, если мы работаем в Word(е) в ОЗУ находится данная программа и текст, с которым мы работаем. Если документ не сохранить, т.е. не записать во внешнюю память (винчестер, флэшка), то при выключении компьютера данные будут потеряны).
• постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - энергонезависимая память (при выключении компьютера вся записанная на ней информация сохраняется). ПЗУ используется только для чтения, на ней хранится информация, которая никогда не будет изменяться.
• специальная память:
  • постоянная память, которую можно перепрограммировать (Flash-память). Основной микросхемой является BIOS (basic input-output system, базовая система ввода-вывода), на ней хранятся программы загрузки операционной системы в ОЗУ и тестирования устройств при включении компьютера. Также BIOS содержит сервисные функции. Через BIOS операционная система обращается к аппаратному обеспечению (через драйверы устройств).
  • память CMOS (питается от батарейки) - хранит информацию о составе и конфигурации оборудования, режиме работы. Эта информация изменяется специальной программой, находящейся в BIOS.
  • видеопамять - оперативная память, используется для хранения данных, из которых формируется изображение на экране (текст и графика)
• регистры процессора - память внутри процессора, свербыстрая оперативная память;
• кэш-память - для увеличения скорости обмена данными между процессором и оперативной памятью. Кэш-память управляется контроллером, который анализирует исполняемую процессором программу и пытается предугадать, какие данные\команды могут понадобиться процессору в ближайшее время и записывает их из оперативной памяти в кэш-память.

Системная шина (информационная магистраль) соединяет устройства внутри системного блока компьютера и обеспечивает их взаимодействие. Это набор дорожек на на материнской плате, по которым передается информация в виде сигналов.

В ее состав входят:

• шина адреса - для передачи адреса, куда передаются данные: ячейка памяти или устройство ввода\вывода;
• шина данных - для передачи самих данных между процессором и памятью или устройством ввода\вывода;
• шина управления (вспомогательная шина) - для передачи сигналов управления (например, сигнал записи или чтения, сигнал обращения к памяти или устройству ввода\вывода).

Слот - внутреняя розетка для подключения устройств внутри системного блока.

Контроллер устройства ввода и вывода - микропроцессор, посредник между процессором и устройством ввода\вывода. Управляет устройством, которое к нему подключено. Преобразовывает информацию, которой должны обмениваться процессор и устройство.

Разъем - внешняя розетка для подключения внешего (по отношению к системному блоку) устройства.

Контроллер дисководов - преобразовывает и передает информацию между процессором и дисководом.

Видеокарта преобразовывает и передает сигнал на монитор.

Звуковая карта обрабатывает звук (обеспечивает ввод звука с микрофона и его воспроизведение через наушники, колонки, встроенный динамик).

Сетевая карта испольуется для подключения персонального компьютера к сети и организации взаимодействия с другими устройствами сети (обмен информацией по сети).

К устройствам ввода и вывода относится внешняя память.

Внешняя память используется для долговременного хранения данных и программ. Информация, записанная на внешнюю память не стирается при выключении компьютера.

В ее состав входят:

• накопители информации - устройства чтения и записи
• носители информации - место хранения информации.

Дисководы (накопители информации) используются для чтения\записи на носители информации: пластины жесткого диска, дискеты, оптические диски, ленты.

Устройства ввода и вывода подробно рассмотрены в этой статье .

Блок питания - источник электрического тока для питания устройств системного блока.

К аппаратному обеспечению компьютеров относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Компьютеры имеют блочно-модульную конструкцию, то есть аппаратную конфигурацию можно собирать из готовых узлов и блоков. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

• * системный блок;
• * монитор;
• * клавиатуру.

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого размещаются:

• * материнская плата (motherboard);
• * дочерние платы (платы расширения);
• * внутренние накопители;
• * блок питания.

Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Основной параметр, определяющий «стандартность» корпуса, называется формфактором. Существует два стандарта на размещение компонентов компьютера в корпусе: AT и ATX. Их основными отличиями являются:

• * формат и способ размещения материнской платы;
• * конструкция блока питания;
• * способ подачи электропитания на материнскую плату.

Материнская плата - основная плата компьютера, обычно самая большая по размеру. На ней размещаются:

• * процессор -- основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
• * микропроцессорный комплект (чипсет) -- набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
• * шины -- наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
• * оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) -- набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
• * ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) -- микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
• * разъемы (слоты) для подключения дополнительных устройств - дочерних плат.

Существуют материнские платы самых разных форматов (AT, ATX, LPX,NLX, Mini-, Micro-ATX, Micro-NLX, Flex-ATX).

Основные характеристики материнских плат:

• * модель чипсета;
• * тип используемого процессора (зависит от разъема для установки процессора);
• * формат;
• * число и тип разъемов для установки дочерних плат;
• * возможность обновления BIOS.

Процессор -- основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Процессор состоит из десятков миллионов транзисторов, с помощью которых собраны отдельные логические схемы. Основные внутренние схемы процессора - арифметико-логическое устройство, внутренняя память (так называемые регистры), кэш-память (сверхоперативная память) и схемы управления всеми операциями и внешними шинами.

Основными параметрами процессоров являются:

Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемые процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в МГц

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шине, по которой передаются команды.

Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров отвечают разные материнские платы.

Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты - это коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, для достижения частоты процессора. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор.

Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Поэтому, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти. Чем больше размер кэш-памяти, тем большая вероятность, что необходимые данные находятся там. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объемы кэш-памяти.

Различают кэш-память первого уровня (выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объем порядка несколько десятков Кбайт), второго уровня (выполняется на отдельном кристалле, но в границах процессора, с объемом в сто и более Кбайт) и третьего уровня (выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах с расположением на материнской плате и имеет объем один и больше Мбайт).

Системная шина основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы

сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

шипу питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

• * между микропроцессором и основной памятью;
• * между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
• * между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Все блоки подключаются к шине через соответствующие унифицированные разъемы непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему контроллера шины, формирующую основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами исистемной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.

Оперативная память RAM(Random Access Memory) - это массив кристаллических ячеек, способных сохранять данные. Она используется для оперативного обмена информацией (командами и данными) между процессором, внешней памятью и периферийными системами. Из нее процессор берет программы и данные для обработки, в нее записываются полученные результаты. Название "оперативная" происходит от того, что она работает очень быстро и процессору не нужно ждать при считывании данных из памяти или записи. Однако, данные сохраняются лишь временно при включенном компьютере, иначе они исчезают.

Основные характеристики модулей оперативной памяти:

• · объем памяти,
• · время доступа (время выполнения операции считывания/записи, т.е. время от начала цикла до получения данных на выходе),
• · производительность (количество данных, которое помять может считывать и записывать в единицу времени),
• · разрядность шины памяти (определяется количеством бит, с которыми может быть выполнена операция считывания/записи).

По физическому принципу действия различают динамическую память DRAM и статическую память SRAM.

Общий принцип организации и функционирования микросхем динамической памяти (DRAM) практически един для всех ее типов -- как первоначальной асинхронной, так и современной синхронной. Массив памяти DRAM можно рассматривать как матрицу (двумерный массив) элементов способных вмещать элементарную единицу информации -- один бит данных. Ячейки представляют собой сочетание транзистора (ключа) и конденсатора (запоминающего элемента). Доступ к элементам матрицы осуществляется с помощью декодеров адреса строки и адреса столбца, которые управляются сигналами RAS# (сигнал выбора строки -- Row Access Strobe) и CAS# (сигнал выбора столбца -- Column Access Strobe). Недостатки памяти DRAM: медленнее происходит запись и чтение данных, требует постоянной подзарядки. Преимущества: простота реализации и низкая стоимость.

Ячейки статической памяти можно представить как электронные микроэлементы - триггеры, состоящие из транзисторов. В триггере сохраняется не заряд, а состояние (включенный/выключенный). Применяется в качестве кэш-памяти второго уровня для кэширования основного объема ОЗУ.

Преимущества памяти SRAM: значительно большее быстродействие. Недостатки: технологически более сложный процесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.

Микросхемы динамической памяти используются как основная оперативная память, а микросхемы статической - для кэш-памяти.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - одна из важнейших микросхем материнской платы. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» -- их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS -- Basic Input Output System).

BIOS (Basic Input/Output System, базовая система ввода/вывода)-- набор небольших подпрограмм, используя которые операционная система и прикладные программы "общаются" с аппаратным обеспечением. Физически BIOS -- это несколько микросхем ROM (Read Only Memory), расположенных на системной плате. BIOS представляет собой элемент памяти и содержит:

• -тестирующую систему POST,
• - аппаратные драйверы основных устройств компьютера,
• -программу установки основных параметров и аппаратной конфигурации,
• -обслуживание базовых функций программных прерываний к основным устройствам компьютера.

• · тестирование компьютера при включении (POST, Power-On Self Test);
• · запуск загрузчика операционной системы с винчестера или дискеты;
• · обслуживание аппаратных прерываний от основных устройств компьютера;
• · обслуживание базовых функций программных прерываний к основным устройствам компьютера.

Жесткий диск (HDD - Hard Disk Drive) -- основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. В обиходе его называют «винчестером». Внутри Жесткого диска с большой скоростью вращаются диски, покрытые магнитным слоем. По поверхностям этих дисков перемещаются головки чтения/записи. Диски и головки размещены в герметичном и прочном корпусе.

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство - контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность.

Чтобы подключить к компьютеру монитор, необходим специальный видеоадаптер. Задача видеоадаптера - сформировать сигнал, отображающий на мониторе определенную область памяти, в которой хранятся данные об изображении, а также выдать сигналы синхронизации - горизонтальную (строчную) и вертикальную (кадровую) развертки.

Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

Рассмотрим устройства, обеспечивающие ввод и вывод информации.

Устройства ввода - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

Клавиатура - клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации.

Манипуляторы - устройства управления курсором (координатные устройства ввода информации) - Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик

Сканер - устройство для ввода графической информации. Сканер создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера. Существуют сканеры ручные и планшетные.

Цифровые камеры - формируют изображения в компьютерном формате.

Микрофон - устройство для ввода звуковой информации. Преобразует звук из аналоговой формы в цифровой формат звуковая карта.

Сенсорные устройства ввода:

Сенсорный экран - чувствительный экран. Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана. Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах.

Дигитайзер - устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму.

Световое перо - светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна.

Устройства вывода - это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия.

Монитор (дисплей) - устройство визуального отображения всех видов информации. Существуют:

• 1) мониторы, сконструированные на базе электронно-лучевой трубки (CRT), среди которых различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения;
• 2) жидкокристаллические мониторы (LCD)- на базе жидких кристаллов. Различают активно-матричные и пассивно-матричные жкм. Жидкие кристаллы - особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения.

Принтер - устройство для вывода закодированной информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют матричные, струйные и лазерные принтеры.

Плоттер (графопостроитель) - устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.

Акустические колонки и наушники - устройство для вывода звуковой информации.

информация компьютер плата процессор

Компьютер является универсальным инструментом, предназначенным для обработки информации. Он способен выполнять вычисления, обрабатывать тексты, распознавать и формировать изображения, преобразовывать и анализировать сигналы, управлять разнообразными объектами и технологическими процессами, решать логические задачи и т. п.

Персональный компьютер - это совокупность аппаратного и программного обеспечения , эти две взаимосвязанные части не могут функционировать друг без друга.

Технические средства, которые входят в состав компьютера, называются его аппаратным обеспечением (hardware).

С помощью одного и того же компьютера можно решать большое количество разнообразных задач. Функционирование компьютера обеспечивается целым комплексом программ, называемым программным обеспечением (software).

Американский ученый Дж. фон Нейман в 1946г. сформулировал общие принципы организации и функционирования компьютеров, другими словами -- описал архитектуру компьютеров, которую принято называть фон-неймановской.

Архитектуру современного компьютера, в которой используются идеи фон Неймана, иллюстрирует функциональная схема, приведенная на рис. 1. В соответствии с этой схемой, в состав аппаратной части компьютера должны входить такие основные устройства (функциональные блоки): центральный процессор, включающий устройство управления и арифметико-логическое устройство (АЛУ), оперативная память и устройства ввода и вывода.

Микропроцессор является самым главным элементом компьютера и представляет собой электронную схему, выполняющую все вычисления и обработку информации. Он осуществляет выполнение программ, работающих в компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.

Программы и данные хранятся в единой, линейной памяти. Структурно оперативная память состоит из пронумерованных ячеек. Номер ячейки называется ее адресом. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Процессор выполняет команды одну за другой, т. е работает последовательно. После выполнения каждой команды, ее результат записывается в оперативную память.

Процессор современного персонального компьютера выполнен в виде микросхемы -- единого микроэлектронного устройства, созданного на кристалле полупроводника и помещенного в миниатюрный корпус (поэтому он и называется микропроцессором).

Скорость работы процессора характеризуется тактовой частотой, которая задается специальным генератором и измеряется в мегагерцах (МГц); 1 МГц -- это миллион тактов в секунду. Процессоры современных персональных компьютеров могут выполнять за такт несколько операций, а тактовая частота достигает тысяч мегагерц. Скорость работы процессора во многом определяет быстродействие компьютера.

Вся память компьютера делится на внутреннюю (основную) и внешнюю . К внутренней памяти относятся: оперативная память, регистры процессора, постоянная память и кэш-память.

Оперативная память представляет собой микросхемы, предназначенные для временного хранения информации обрабатываемой процессором . При этом выполняется следующее условие: в любой момент существует возможность работы с любой ячейкой оперативной памяти. Английское название оперативной памяти -- RAM (Random Access Memory -- память с произвольным доступом). При отключении питания компьютера вся информация, которая находилась в оперативной памяти, исчезает, если она не была сохранена на других носителях информации. Объем оперативной памяти также определяет вычислительную мощность компьютера, измеряется в мегабайтах (МГб). Объем оперативной памяти легко расширяется путем добавления необходимого количества микросхем. У современных компьютеров объем оперативной памяти достигает тысяч Мегабайт.

Регистры -- это сверхскоростная память процессора . Они сохраняют адрес команды, саму команду, данные для ее выполнения и результат.

Для увеличения производительности компьютера, временного сохранения содержимого ячеек оперативной памяти используется кэш-память (от английского cashe - состав, тайник). Кэш-память -- это промежуточное запоминающее устройство, используемое для ускорения обмена между процессором и RAM . В современных компьютерах применяются несколько уровней кэш-памяти. Кэш-память может размещаться как на кристалле микропроцессора, так и на системной плате. Системная (или материнская) плата -- это плата, на которой размещены процессор, оперативная и постоянная память, а также системная шина, через которую осуществляется связь со всеми другими устройствами компьютера.

Постоянная память -- это электронная память, предназначенная для длительного сохранения программ и данных. Используется она только для чтения данных. Как правило, эта информация записывается при изготовлении компьютера и служит для начальной загрузки операционной системы, проверки работоспособности компьютера. Эту память обозначают аббревиатурой ROM (Read Only Memory -- память только для чтения).

Внешняя память компьютера рассчитана на длительное хранение программ и данных. Она реализуется с помощью специальных устройств (накопителей). Основной характеристикой внешней памяти является ее объем.

К аппаратному обеспечению ПК относятся, например:

• датчики различных параметров (температуры, давления, влажности, а также оптические, звуковые и др.);
• аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи;
• модемы (модуляторы-демодуляторы);
• факс-модемы;
• сканеры;
• клавиатура;
• компьютерная мышь;
• графические планшеты;
• трекбол;
• трекпойнт;
• тачпад;
• джойстик;
• световое перо;
• мониторы;
• акустические системы;
• принтеры;
• плоттеры и др.

Перечисленные устройства представляют собой устройства ввода-вывода информации. Основные устройства обработки и хранения информации сосредоточены в системном блоке ПК.

Устройства ввода информации

Большинство параметров (температура, давление, звук и др.) воспринимаются человеком в аналоговой форме. Поэтому для обработки этих параметров в компьютере они предварительно должны быть преобразованы в цифровую форму с помощью аналого- цифрового преобразователя (АЦП).

Примером такого преобразования служит перевод звука, представляющего собой переменное звуковое давление, в цифровую форму при записи на оптический компакт-диск. Полученный при записи звука с микрофона аналоговый сигнал - переменное электрическое напряжение - преобразуется в цифровой код с помощью АЦП. Для этого АЦП непрерывно с очень высокой частотой измеряет уровень этого аналогового сигнала - напряжения: и каждый раз кодирует его числом в двоичном коде, т.е. оценивает и выражает его наиболее близким по значению двоичным числом. Таким образом, вместо непрерывного аналогового сигнала образуется последовательность двоичных чисел, а сама операция называется квантованием. Последовательность двоичных чисел значительно устойчивее к помехам и искажениям, чем аналоговый сигнал. Точность такой оценки аналогового сигнала с помощью двоичного кода зависит от частоты и числа разрядов квантования. Для получения высокого качества звучания компакт-диска используется частота 44,1 кГц и 16 разрядов квантования. Это дает возможность получить 2 16 , или 65 536 уровней квантования. Эти 16-разрядные двоичные числа записываются последовательно с частотой 44,1 кГц, одно за другим, с помощью лазерного луча на оптический диск в виде впадин и гладких участков.

Человек способен слышать только аналоговые сигналы звукового давления. Поэтому при воспроизведении звука происходит обратный процесс. С помощью лазерного луча эти двоичные числа последовательно считываются, затем с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) преобразуются в аналоговые сигналы (с точностью до 1/65 536), усиливаются и в громкоговорителе превращаются в звук. Для улучшения качества звука используются специальные фильтры.

Подобное преобразование с помощью АЦП и ЦАП происходит и в модеме (модуляторе-демодуляторе) персонального компьютера. Модем (от англ, modulator и demodulator) - устройство для обмена информацией между компьютерами. Оно осуществляет преобразование дискретных сигналов в непрерывные модулированные сигналы для передачи по телефонной линии связи и обратное преобразование (с демодуляцией) при приеме.

Режим работы модемов, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексом (half duplex), в обе стороны - дуплексом (full duplex). Модемы бывают внутренними (в виде электронной платы, подключаемой к шине ISA или PCI компьютера) и внешними (в виде отдельного устройства). Отличаются модемы поддерживаемыми протоколами связи и скоростью модуляции (modulation speed). Она определяет физическую скорость передачи данных, которая измеряется количеством бит в секунду (бит/с).

Устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями, называется факс-модемом. Факс-модем осуществляет электронную передачу обычного текста, чертежей, фотографий и схем. Он обеспечивает сканирование документа на передающей стороне, преобразование информации в форму, пригодную для передачи по имеющемуся каналу связи, и формирование на бумажном носителе на приемной стороне дубликата - факсимиле - исходного документа. В состав любого телефакса входят сканер для считывания документа, модем, передающий и принимающий информацию по телефонной линии, а также принтер, печатающий принимаемое сообщение на термо- или обычной бумаге.

Сканер (scaner) представляет собой устройство ввода в компьютер графических изображений (текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей). В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС, CCD). По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные, рулонные, планшетные и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок.

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС. Каждый элемент принимает информацию о компонентах изображения.

Клавиатура - основное устройство ввода информации в компьютер, представляет собой совокупность механических датчиков, при нажатии на клавиши замыкающих определенную электрическую цепь. Наиболее распространены два типа клавиатур: с механическими и мембранными переключателями. Внутри корпуса любой клавиатуры, помимо датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер клавиатуры.

Мышь (mouse) - это компьютерный манипулятор, указательное устройство для ввода информации в компьютер. Легко умещается в ладони, на поверхности имеет кнопки. При перемещении мыши по столу или иной поверхности происходит аналогичное перемещение курсора на экране монитора. С помощью кнопок мыши можно подавать команды компьютеру. Мышь делает очень удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, пиктограммы.

Подавляющее число компьютерных мышей используют оптикомеханический принцип кодирования перемещения. С поверхностью стола соприкасается тяжелый, покрытый резиной шарик сравнительно большого диаметра. Ролики, прижатые к поверхности шарика, установлены на перпендикулярных друг другу осях с двумя датчиками. Более точного позиционирования курсора позволяет добиться оптическая (лазерная) мышь. С помощью мыши можно создавать простые рисунки. Однако рисовать на экране компьютера гораздо удобнее с помощью графического планшета.

Графический планшет (digitizer) - кодирующее устройство, позволяющее вводить в компьютер двумерное, в том числе и многоцветное, изображение в виде растрового образа. Графические планшеты применяют в основном в области компьютерной графики. В состав графического планшета входит специальный указатель (перо) с датчиком. Контроллер планшета посылает импульсы по расположенной под поверхностью планшета сетке проводников. Полученные сигналы контроллер преобразует в координаты, передаваемые в персональный компьютер, который переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора. Планшеты, предназначенные для рисования, обладают чувствительностью к силе нажатия пера, преобразуя эти данные в толщину или оттенок линии.

Трекбол (trackball) - шаровой манипулятор, является разновидностью мыши, применяемой в портативных ПК - ноутбуках (notebook). Рука приводит в движение не корпус мыши, а шарик, а он занимает меньше места, что важно при малых габаритах ноутбука. Обычно шарик трекбола встроен в клавиатуру.

Трекпойнт (trackpoint) представляет собой миниатюрный рычаг с шершавой вершиной диаметром 5-8 мм. Трекпойнт расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Тачпад (touchpad) представляет собой сенсорную панель, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно тачпад, так как отсутствие в нем движущихся частей обусловливает его высокую надежность.

Джойстик (joystick), или рычажный манипулятор, является аналоговым координатным устройством ввода информации. Рукоятка джойстика связана с двумя резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате X, другой - по Y. Адаптер джойстика преобразует изменения параметра сопротивления в цифровой код. Джойстик используется в компьютерных играх и различных тренажерах.

Световое перо - светочувствительное устройство для снятия координат точек экрана и ввода их в компьютер. По форме оно напоминает пишущую ручку. Световое перо предназначено для взаимодействия с экраном монитора. В наконечнике пера установлен фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера. Световое перо не требует создания специального экрана или его покрытия; как у сенсорного устройства. Оно позволяет выделять точку, указываемую пользователем, и вводить информацию в компьютер. Таким образом, можно записать и затем осуществить распознавание рукописного текста, сделать рисунок. Если же на экране изображено меню символов, пиктограмм, то можно указывать пером на выбранный символ или пиктограмму. Например, можно использовать псевдоклавиатуру, изображенную на экране.

Системный блок персонального компьютера

Современные персональные компьютеры выпускают в настольном и в портативном исполнении. Настольные ПК в большинстве случаев состоят из отдельного системного блока, к которому подсоединяются внешние устройства: клавиатура, манипуля- тор-мышь, джойстик, сканер, внешний модем, монитор, акустические системы и др.

Системный блок ПК имеет металлический корпус, в котором размещаются источник питания, материнская (системная, или основная) плата с процессором и оперативной памятью, платы расширения (видеокарта, звуковая карта), различные накопители (жесткий диск, дисководы, приводы CD-ROM), дополнительные устройства (рис. 2.2).

В состав системного блока входят:

• процессор (микропроцессор), который выполняет поступающие на его вход команды, проводит вычисления и управляет работой остальных элементов компьютера. Он состоит из ячеек-регистров, в которых Данные могут не только храниться, но и изменяться;
• постоянная память (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство), в которой записана информация, необходимая постоянно, и программы, без которых компьютер вообще не запускается;
• оперативная память (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство), служащая для временного хранения программ, данных;
• электронные схемы, управляющие элементами компьютера и обменом данными между памятью и другими средствами запоминания и отображения информации (например, монитором, принтером);
• блок питания;
• накопители - дисководы для чтения-записи дискет (флоппи- дисководы);
• накопители на жестких дисках - винчестеры;
• дисководы оптических дисков CD-ROM и CD, записываемых CD-R и перезаписываемых CD-RW, DVD, DVD-RW оптических дисков
• внутренний модем - устройство для ввода и вывода с использованием телефонной сети для связи.

Системный блок обычно имеет несколько параллельных и последовательных портов, которые используются для подключения устройств ввода и вывода, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер.

Рис. 2.2.

В портативном ПК - ноутбуке - все внешние и внутренние устройства объединены в одном корпусе. Жидкокристаллический дисплей размещается в откидной крышке корпуса, имеющего форму и размеры плоского чемоданчика. Так же как и к стационарному ПК, к ноутбуку могут быть подсоединены дополнительные внешние устройства ввода и вывода данных, устройства хранения данных и т.п.

Микропроцессор (МП) (или центральное процессорное устройство) представляет собой сверхбольшую интегральную схему, выполненную на кристалле кремния. В персональном компьютере микропроцессор выполняет функции управления и обрабатывает большую часть информации.

Базовыми элементами микропроцессора являются транзисторные переключатели, на основе которых строятся регистры - совокупность устройств, имеющих два устойчивых состояния и предназначенных для хранения информации и быстрого доступа к ней. Выполняемые микропроцессором команды обеспечивают арифметические действия, логические операции, передачу управления и перемещение данных (между регистрами, оперативной памятью и портами ввода и вывода).

Микропроцессор предназначен для обработки сигналов в двоичном коде и представляет собой целую сверхминиатюрную цифровую вычислительную машину, помещенную на одном кристалле. Микропроцессоры различаются между собой разрядностью и тактовой частотой. Разрядность - это число битов, воспринимаемых микропроцессором как единое целое, 4, 8, 16, 32, 64 (целые степени числа 2). От разрядности зависят производительность персонального компьютера и максимальный объем его внутренней памяти. Тактовая частота, измеряемая в герцах (мега- и гигагерцах), в основном определяет быстродействие компьютера.

Основные типы и характеристики микропроцессоров фирмы Intel, являющейся лидером по производству микропроцессоров для PC совместимых ПК, приведены в табл. 2.1.

Микропроцессор связан с остальными устройствами системного блока сетью электронных проводников, так называемой системной шиной. Она состоит из трех групп: адресной (обычно 32-разрядные) с адресами регистров, шины данных и командной шины.

В корпусе системного блока размещается материнская (системная) плата. На ней располагаются микропроцессор, модули оперативной памяти (ОЗУ), системная шина, микросхемы-контроллеры, управляющие работой системной шины, портов, винчестера и других устройств хранения информации, а также микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), в которую записывается

BIOS - программа, управляющая взаимодействием отдельных частей компьютера. На материнской плате имеются разъемы для подключения плат (или карт) других устройств.

Таблица 2.1. Типы и характеристики МП (Intel)

Тип МП	Марка ПК				Макс. тактовая частота,	Макс. объем Мбайт	создания

Оперативная память используется для хранения программ, выполняемых в текущий момент, и используемых в них цифровых данных. Она представляет собой совокупность специальных электронных ячеек, каждая из которых может хранить конкретную комбинацию из нулей и единиц - один байт. Каждая такая ячейка имеет адрес (адрес байта) и содержимое (значение байта). Адрес нужен для обращения к содержимому ячейки: для записи и считывания информации. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) хранит информацию только во время работы компьютера, другими словами, оно является энергозависимым. При отключении или временном нарушении электропитания компьютера ОЗУ тут же «забывает» заложенную в нем информацию. Емкость оперативной памяти современного ПК составляет 2-8 Гбайт и более.

При выполнении микропроцессором вычислительных операций в любой момент должен быть обеспечен доступ к любой ячейке оперативной памяти. Поэтому ее называют памятью с произвольной выборкой (random access memory, RAM). RAM выполняется на микросхемах двух типов - динамического (dynamic RAM DRAM) и статического (static RAM SRAM).

Кроме оперативной памяти в персональном компьютере для согласования работы быстродействующего микропроцессора с более

«тихоходными» оперативной памятью и долговременными запоминающими устройствами используется сверхоперативная память, так называемая кэш-память. Для ее реализации используется статическая память.

Чтобы процессор не простаивал, пока идет медленное считывание из ОЗУ или запись в него, вводится небольшая, но сравнительно быстродействующая кэш-память. Пока процессор занят другими операциями, она считывает из ОЗУ заранее заказанную информацию, а затем быстро сбрасывает ее процессору. С введением кэшпамяти сократились вынужденные простои процессора, а значит, увеличилось его реальное быстродействие. Описанная память - так называемая кэш-память второго уровня. Но есть и кэш-память первого уровня: она сформирована на самом кристалле процессора, т.е. находится в его корпусе. Из ОЗУ информация поступает в кэшпамять второго уровня, затем с возрастающей скоростью - в кэшпамять первого уровня и, наконец, еще быстрее - в процессор.

В компьютере есть и постоянная память (ПЗУ), хранящая информацию при отключении питания. В ней содержатся наиболее важные данные - базовая система ввода-вывода (basic input output system, BIOS). Запись информации в постоянную память выполняют «аппаратно» - с помощью специальных устройств. Микросхемы постоянной памяти разделяются на программируемые изготовителем (read only memory, ROM), однократно программируемые пользователем (programmable ROM, PROM) и многократно программируемые пользователем (erasable PROM, EPROM).

Еще один вид постоянной памяти (complimentary metal-oxide- semicondactdr CMOS, или CMOS RAM - служит для сохранения некоторых характеристик ПК и среды. Микросхемы CMOS питаются от аккумуляторов и поэтому энергонезависимы. Это дает возможность постоянно сохранять важные характеристики, используемые при загрузке операционной системы.

Внешние запоминающие устройства

Для долговременного хранения, накопления и считывания цифровой информации используются долговременные запоминающие устройства - носители и накопители. Все они являются энергонезависимыми, т.е. хранят информацию вне зависимости от того, включен или выключен компьютер.

Накопители и носители информации делятся на устройства с прямым и последовательным доступом. Все магнитные диски (дискеты, винчестеры) имеют прямой доступ - информация почти мгновенно доступна из любой части диска. Ленточные накопители имеют последовательный доступ: данные, содержащиеся в произвольном участке ленты, могут быть считаны только после ее перемотки к этому участку.

Носитель данных (информации) - это физическое тело или среда, используемые для записи и постоянного хранения информации. Накопитель - устройство для записи и считывания информации. Так, бумага или звуковой компакт-диск СО - это носители, а дискета и стример представляют собой накопители.

Дискета - это кассета с гибким магнитным диском (флоппи- диском), устройство для записи, хранения информации и для ее перемещения с одного персонального компьютера на другой. Современная дискета представляет собой гибкий флоппи-диск диаметром 3,5 дюйма из искусственной пленки - майлара с магнитным покрытием, заключенный в жесткий пластмассовый футляр. Емкость ее памяти - 1,44 Мбайт. Для чтения и записи информации дискета помещается в специальное электронно-механическое устройство - дисковод. Гибкий диск разбит на концентрические дорожки, а они, в свою очередь, разбиты на секторы. Чтение и запись производятся с помощью блока магнитных головок дисковода. Они перемещаются с помощью привода позиционирования дисковода по радиусу гибкого диска для доступа к различным дорожкам. Доступ к различным секторам внутри каждой дорожки происходит за счет вращения гибкого диска с помощью привода дисковода со скоростью от 300 до 360 об/мин.

Информацию на флоппи-диск можно записывать неоднократно, поэтому дискеты широко используются, несмотря на недостаточную надежность и сравнительно небольшую емкость. На корпусе дискеты имеется переключатель, разрешающий или запрещающий запись информации на флоппи-диск. Запись разрешена, если отверстие в корпусе дискеты перекрыто переключателем, и запрещена, если это отверстие открыто. Запись производится на обе стороны поверхности флоппи-диска.

Перед первым использованием дискеты ее необходимо отформатировать. При форматировании проверяется пригодность к записи поверхности флоппи-диска. Скорость чтения или записи для современного 3,5-дюймового дисковода составляет около 63 Кбайт/с, среднее время поиска информации - примерно 80 мс.

Жесткий диск (винчестер ) - устройство для постоянного хранения информации, используемой при работе персонального компьютера. Конструктивно такой накопитель содержит пакет из нескольких дисков, смонтированных на одной общей оси - шпинделе. Он вращается вместе с дисками со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту.

Каждый диск представляет собой алюминиевую или стеклокерамическую пластину с магнитным покрытием - тонким слоем оксида железа или оксида хрома. Весь пакет дисков заключен в герметичный корпус, обеспечивающий необходимую чистоту и постоянное давление очищенного от пыли воздуха с помощью сложной системы специальных фильтров. Чтение и запись информации осуществляются головками чтения и записи, укрепленными на поворотных рычагах- позиционерах. Головки не касаются поверхностей дисков, а перемещаются над ними на расстоянии не более 0,07 мкм.

Каждый диск разбит на последовательно расположенные дорожки - концентрические окружности, соответствующие зонам остаточной намагниченности, созданной головками. На каждом диске пакета - одинаковое число дорожек, а каждая из них разбита на последовательно расположенные секторы вместимостью 512 байт. Емкость винчестеров современных персональных компьютеров достигает 500 Гбайт и в настоящее время приближается к 1 Тбайт.

Винчестер содержит гермоблок и отдельно от него - плату электроники. В гермоблоке расположена механика и предварительный усилитель, а на плате - управляющая электроника. Электронная плата расшифровывает команды контроллера жесткого диска, стабилизирует скорость вращения двигателя, генерирует сигналы для головок записи и усиливает их от головок чтения.

Одной из основных характеристик жесткого диска является среднее время, в течение которого винчестер находит нужную информацию. Это время обычно представляет собой сумму времени, необходимого для позиционирования головок на нужную дорожку и ожидания требуемого сектора. Современные винчестеры обеспечивают доступ к информации за 8-10 мс.

Другой характеристикой винчестера является скорость чтения и записи: она зависит не только от самого диска, но и его контроллера, шины, быстродействия процессора. У стандартных современных жестких дисков эта скорость составляет 15-17 Мбайт/с.

Стример (streamer) - компьютерное устройство для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Используется для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках профессиональных компьютеров. Стримеры представляют собой кассеты - картриджи с двумя или с одной бобиной. Разные типы стримеров отличаются по емкости (от 20 Мбайт до 40 Гбайт), интерфейсу, скорости чтения и записи данных (от 100 Кбайт/с до 5 Мбайт/с и более).

Широкое применение в современных компьютерах нашли оптические диски - носители и накопители. Основным отличием оптической записи является полное отсутствие физического контакта механизма дисковода с поверхностью оптического диска. Запись и считывание информации производится бесконтактно с помощью лазерного луча. К тому же этот луч фокусируется не на поверхности, а в глубине прозрачного диска. Поэтому оптической записи не страшны неглубокие царапины на поверхности диска. Это обеспечивает очень высокую долговечность и надежность хранения информации на оптических дисках. К тому же их отличает от магнитной записи полная независимость от внешних магнитных полей.

К оптическим дискам относятся прежде всего звуковые компакт-диски и CD-ROM. Они изготавливаются на поточном производстве с помощью штампов и предназначены только для чтения.

Звуковые компакт-диски могут проигрываться как в музыкальных центрах, CD-проигрывателях и плеерах, так и с помощью дисководов персональных компьютеров. Время звучания этих дисков составляет 74 мин.

За последние годы стало возможным объединить на ПК текст и графику со звуком и движущимися изображениями на одном носителе или накопителе. В качестве носителей информации в таких мультимедийных компьютерах используются оптические компакт- диски (compact disk read only memory, CD-ROM) - память на компакт-диске «только для чтения»). Внешне они не отличаются от звуковых компакт-дисков, используемых в проигрывателях и музыкальных центрах. Информация в них записывается также в цифровой форме.

Компакт-диски CD-ROM выпускаются двух диаметров - 12 и 8 см. Емкость одного CD-ROM диаметром 12 см достигает 650 Мбайт, т.е. по емкости он занимает промежуточное положение между дискетами и винчестером. Для чтения компакт-дисков используется CD-дисковод. Скорость чтения данных в нем зависит от скорости вращения диска. Сейчас используются уже 24, 32, 40 и 50- скоростные дисководы, а скорость считывания информации при этом приближается к скорости считывания с винчестера. Компакт- диск так же легко сменить, как и дискету. Информация на компакт-диск записывается только один раз в промышленных условиях, а на ПК ее можно только читать. С помощью CD-дисковода можно проигрывать и звуковые компакт-диски (разумеется, при наличии в ПК звуковой карты и звуковых колонок).

Компакт-диск CD-ROM содержит три слоя: подложку из поликарбоната с отштампованным рельефом диска, напыленное на нее отражающее покрытие из алюминия, серебра или золота и тонкий защитный слой из поликарбоната или лака - на него наносятся рисунки и подписи. Некоторые «пиратские» диски имеют слишком тонкий защитный слой либо лишены его совсем.

В состав дисковода или привода CD-ROM входят плата электроники, шпиндельный двигатель, устройство загрузки диска и система считывающей оптической головки. Система загрузки диска, как правило, имеет горизонтальный выдвижной лоток (tray), на который кладется оптический диск. В лотке имеются два соосных углубления диаметром 8 и 12 см для дисков.

Информация на диске записана с постоянной линейной скоростью. Поэтому для достижения постоянной линейной скорости считывания скорость вращения диска изменяется в зависимости от перемещения считывающей головки. Стандартная скорость вращения диска - 500 об/мин при чтении информации с внутренних зон и 200 об/мин при чтении с внешних зон диска (информация на диск записывается от центра к периферии). При стандартной скорости вращения диска скорость передачи данных составляет приблизительно 150 Кбайт/с.

• собственно цифровую, компьютерную информацию (до 670 Мбайт);
• звуковую информацию в формате CD-Audio (продолжительность звуковой записи до 74 мин);
• видеоинформацию в формате Video CD и CD-I (продолжительность видеозаписи до 1 ч);
• библиотеки изображений, записанные в формате Kodak Photo CD;
• множество других, в том числе комбинированных, видов информации, например звуковой и видео, записанной со сжатием по стандарту MP3.

На смену существующим компакт-дискам приходит новый стандарт носителей информации, цифровые диски общего назначения (digital versatile disc, DVD). Их геометрические размеры одинаковы. Основное отличие DVD-диска - значительно более высокая плотность записи информации. Он вмещает в 7-26 раз больше информации. Это достигнуто благодаря более короткой длине волны лазера и меньшему размеру пятна сфокусированного луча, что дало возможность уменьшить вдвое расстояние между дорожками. Кроме того, DVD-диски могут иметь один или два слоя информации.

У DVD-диска каждый слой информации вдвое тоньше, чем у CD-диска. Поэтому можно соединять два диска толщиной 0,6 мм в один со стандартной толщиной 1,2 мм, при этом емкость удваивается. Всего DVD-стандарт предусматривает 4 модификации: односторонний однослойный на 4,7 Гбайт (133 мин), односторонний двухслойный на 8,8 Гбайт (241 мин), двухсторонний однослойный на 9,4 Гбайт (266 мин) и двухсторонний двухслойный на 17 Гбайт (482 мин). Указанное в скобках время в минутах - время проигрывания видеопрограмм высокого цифрового качества с цифровым многоязычным объемным звуком.

Принцип однократной записи на диске CD-R (CD-recordable) основан на «выжигании» лучом лазера битов информации на записывающем слое диска, состоящем из органического красителя. Этот краситель способен однократно изменить отражающую способность диска. При считывании лазерным лучом фиксируется изменение отражательной способности. Записываемый CD-R, начиная с обратной (блестящей) стороны, состоит из пяти слоев.

Многократная запись на диске CD-RW (CD-rewritable) производится несколько по-другому. В этом случае применяется специальный комбинированный слой, который при нагреве лазерным лучом способен многократно менять свои характеристики. Вещество такого слоя при этом может многократно переходить из кристаллического состояния в аморфное и обратно. Изменение отражающей способности фиксируется лазерным лучом при считывании информации с диска. Перезаписываемый диск CD-RW содержит не пять слоев, а семь.

Записываемый диск CD-R читается с помощью любого дисковода CD-ROM. Запись информации на диски CD-R представляет собой самый дешевый и оперативный способ хранения больших объемов данных. Стоимость хранения 1 Мбайт на нем составляет менее 0,4 цента - это в 35 раз дешевле, чем на флоппи-диске. Емкость CD-R равна 650 Мбайт, что равно емкости 451 дискеты. Записывать на CD-R можно со скоростью 600 Кбайт/с (для скорости 4 х) и 1,2 Мбайт/с (для скорости 8 х). Скорость считывания - до 24 х (дисковода CD-ROM). Диск CD-R можно записывать либо весь сразу (за одну сессию), либо по частям (за несколько сессий записи). Но при этом нужно иметь в виду, что при каждой сессии теряется от 14 до 23 Мбайт, которые используются для записи заголовков.

Если записи делаются для длительного пользования и хранения, то лучше использовать более дешевые записываемые диски CD-R, цена которых составляет 5-15 руб. Для оперативного хранения информации больше подходят перезаписываемые диски CD-RW. Цена их выше, однако они быстро окупаются всего за несколько циклов записи.

Для записи выпускаются только дисководы CD-RW. Их можно использовать как для однократной записи на диски CD-R, так и для многократной перезаписи на диски CD-RW. Читать они могут все виды дисков - CD-ROM, CD-R, CD-RW. Скорость записи и перезаписи для дисководов CD-RW составляет 4 х, а чтения - 20 х.

Формат DVD-RAM с возможностью перезаписи был создан для записи видео- и компьютерной информации. Формат DVD-RAM обеспечивает быстрое преобразование информации и быстрый прямой доступ к ней. DVD-RAM можно переписывать 100 000 раз. Для их записи разработаны DVD-RAM - рекордеры. Диски DVD-RAM все шире используются в самых различных устройствах. Например, созданы видеокамеры, в которых они применяются для записи видео- и аудиоинформации вместо магнитной пленки.

В магнитооптических дисках (МОД) используют комбинацию магнитных и оптических методов записи и чтения. Магнитный слой применяется для записи и стирания информации. Для этого лазерным лучом нагревают этот слой выше точки Кюри, т.е. до температуры, при которой может изменяться ориентация намагниченности. После этого магнит записывает данные на диск. На магнитооптическом диске процесс перезаписи информации может быть повторен до 1 миллиона раз. Большим преимуществом магнитооптического метода записи по сравнению с магнитным является независимость от внешних магнитных полей при нормальных температурах, поскольку перемагничивание возможно только при температуре выше 150 °С.

Современные МО-диски сочетают в себе большую емкость, устойчивость к воздействию электромагнитных полей, температуры и влажности. Объединение двух технологий - магнитной и лазерной - является залогом высокой надежности хранения данных на МО- носителях.

Характеристики дисковых накопителей приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Характеристики дисковых накопителей

• * Средние скорости передачи в режимах чтение/запись. ** Ч - чтение; 3 - запись.
• *** Запись однократная.

Сменные твердотельные полупроводниковые носители - флэш- карты являются универсальными и используются для записи любой информации - текстов, звука, изображений.

Название флэш (flash) было введено фирмой Toshiba, так как содержимое памяти в них можно стереть мгновенно (in a flash). В отличие от магнитной, оптической и магнитооптической памяти она не требует применения дисководов с использованием сложной прецизионной механики и вообще не содержит ни одной подвижной детали. В этом состоит ее основное преимущество перед всеми остальными носителями информации. Флэш-память - это микросхема на кремниевом кристалле. Она построена на принципе сохранения электрического заряда в ячейках памяти транзистора в течение длительного времени с помощью так называемого плавающего затвора при отсутствии электрического питания.

Флэш-память находит широкое применение - МРЗ-проигры ватели, стереосистемы, цифровые фото- и видеокамеры, сотовые телефоны и т.д. используют в качестве носителя информации флэш-карту, на которой хранятся звук, изображения, документы и другая информация. Такие карты выпускаются целым рядом фирм и имеют различные габариты: Compact Flash, SmartMedia (selfmonitoring, analisys and reporting technology, SMART) и др. Общий стандарт для всех флэш-карт не выработан.

К твердотельной флэш-памяти относится память Memory Stick фирмы Sony. Она представляет собой универсальный носитель для самых различных приложений. Масса ее - всего 4 г, а габариты - не больше пластины жевательной резинки (21,5 х 50 х 2,8 мм). Предусмотрена возможность ее подключения к миниатюрным МРЗ- проигрывателям-плеерам, нескольким моделям видеокамер, цифровых фотоаппаратов, к цифровому принтеру и новой цифровой фоторамке. Вставив Memory Stick в такую фоторамку, можно воспроизвести изображение из ее памяти на высококачественном жидкокристаллическом экране размером 5,5 дюйма. Предусмотрена также возможность присоединения Memory Stick к последовательному и параллельному портам персонального компьютера с помощью специальных адаптеров.

Компании Matsushita Electric Со, SanDick Со и Toshiba Со разработали карты флэш-памяти SD (Secure Digital Memory Card/ В ассоциацию с этими компаниями входят такие гиганты, как Intel и IBM. Выпускает SD-память фирма «Panasonic», входящая в концерн Matsushita. Масса карты флэш-памяти равна 2 г, габариты - 24 х 32 х 2,1 мм, скорость записи - 2 Мбайт/с. В 2004 г. емкость SD Card доведена до 4 Гбайт, а скорость записи - до 20 Мбайт/с. Этой емкости памяти достаточно для 16 ч музыкальной записи или 36 мин видеозаписи. SD-память снабжена защитой.

Миниатюризация карт флэш-памяти продолжается. Компании «Olympus» и «FujiFilm» начали выпуск самых миниатюрных карт флэш-памяти xD-Picture (extreme digital). Размер этих носителей составляет 20 х 25 х 1,7 мм, масса - 2 г. Носитель нового формата xD- Picture должен прийти на смену морально устаревшим картам SmartMedia. В перспективе предусмотрено увеличение емкости этого носителя до 32 Гбайт. Столь значительный рост емкости миниатюрного носителя стал возможен благодаря использованию многослойной технологии. Основные технические характеристики карт xD- Picture: максимальная скорость чтения данных с карт xD-Picture составляет 5 Мбайт/с, скорость записи - 3 Мбайт/с; напряжение питания - 3,3 В; потребляемая при работе мощность - 25 мВт. Карты xD-Picture используются, в частности, в новых моделях цифровых фотокамер компании Olympus.

В условиях жесткой конкуренции, существующей сегодня на рынке сменных карт флэш-памяти, необходимо обеспечивать совместимость новых носителей с уже имеющимся у пользователей оборудованием, рассчитанным на другие форматы флэш-памяти. Поэтому одновременно с картами флэш-памяти осуществляется выпуск адаптеров-переходников и внешних считывающих устройств, так называемых карт-ридеров, подключаемых ко входу USB персонального компьютера. Выпускаются индивидуальные (для определенного типа карт флэш-памяти, а также универсальные картридеры на 3, 4, 5 и более различных типов карт флэш-памяти. Они представляют собой миниатюрную коробочку, в которой имеются слоты для одного или сразу для нескольких типов карт, и разъем для присоединения ко входу USB персонального компьютера.

Устройства вывода информации

деоадаптер чаще всего бывает выполнен в виде отдельной платы, вставляемой в разъем расширения материнской платы.

В текстовом режиме на экран можно вывести символы букв, цифр и специальных знаков из определенного набора, хранящегося в памяти ПК. В графическом режиме на экран можно вывести и текст и любые неподвижные и подвижные изображения. Современная видеоплата должна обеспечивать максимальное разрешение 1024 х 768, а рекомендовать можно разрешение 1280 х 1024 при отображении 16,8 млн цветов. Для этого ПК должен иметь не менее 2 Мбайт видеопамяти.

Видеоадаптеры, которые используются в ПК, бывают следующих типов:

• MDA - монохромный адаптер, работает в текстовом режиме, 25 строк по 80 символов в строке, с разрешением 720x0350 точек, с двумя градациями яркости (черный-белый);
• VGA (Video Graphics Array) - видеографическая матрица, графический режим 640x480 точек, 16 цветов, 4096 оттенков или 320x200 точек, 256 цветов;
• SVGA (Super VGA) - до 1280x1024 точек при 16 Мбайт цветов и выше.

Базовые параметры основных типов видеоадаптеров приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Характеристики видеоадаптеров

Характеристика
Разрешающая способность -
количество пиксел,
по горизонталих
по вертикали
Количество цветов
(цветовое разрешение)
Число символов,
строкахстолбец
Видеопамять, Кбайт
Емкость видеопамяти**
Матрица символа, пиксел по
горизонталихвертикали
Частота развертки, Гц

Текстовый режим.

• * Число страниц в текстовом режиме.

Развитию графической подсистемы персональных компьютеров уделяется очень большое внимание. Это связано с постоянно возрастающими требованиями к разрешающей способности и цветовому разрешению видеоподсистемы ПК. Так, например, для работы с текстовыми документами формата А4 необходимо экранное разрешение не менее 1024x768 при размере экрана монитора 17 дюймов. При работе с компьютерной графикой и компьютерной версткой соответствующие параметры должны быть больше 1280x1024 и 19 дюймов. Нормальным цветовым разрешением в настоящий момент считается 65 тысяч цветов (режим High Color), а наиболее эргономичным - 16,7 млн цветов (режим True Color).

Для работы с такими параметрами требуются значительные объемы видеопамяти. Так, для работы в режиме True Color с разрешением 1280x1024 на экране 19 дюймов требуется 8 Мбайт видеопамяти.

Требования, предъявляемые к видеоподсистеме персонального компьютера, становятся еще более критичными при работе со ставшими в настоящее время стандартными мультимедийными приложениями и программами обработки трехмерной графики. В этом случае требуется введение в состав видеоадаптера специальных микросхем видеоускорителя (акселераторов), основная задача которых - освободить центральный процессор компьютера от работы по построению трехмерных изображений, которая связана с большим количеством вычислений с числами с плавающей запятой.

Мониторы используются трех типов: с электронно-лучевой трубкой, с жидкокристаллическим экраном и плазменные.

Монитор с электронно-лучевой трубкой (cathode ray tube, CRT) состоит из самой CRT-трубки и электронного блока управления лучом. Изображение на цветном экране формируется с помощью точек - пикселей, каждая из комбинации трех цветов - красного, зеленого и синего.

Выпускаются 15, 17-21-дюймовые (по диагонали экрана) мониторы.

Действие жидкокристаллического монитора (liquid crystal display, LCD) основано на использовании вещества, находящегося в жидком состоянии, но при этом обладающего некоторыми свойствами кристаллических тел. Молекулы таких жидких кристаллов под действием электрического поля способны изменять свою ориентацию и свойства проходящего сквозь них светового луча. Пользуясь этим свойством, в жидкокристаллических индикаторах, изменяя электрическое напряжение и ориентацию молекул, создают изображение.

LCD-монитор имеет несколько слоев, содержащих между собой тонкие слои жидких кристаллов. Панель монитора подсвечивается источником света. В зависимости от его расположения панели работают или на отражение, или на прохождение света. В цветных мониторах цвет получается с помощью трех фильтров.

В компьютерных LCD-мониторах используются так называемые нематические или супернематические жидкие кристаллы. Нематические элементы способны поворачивать плоскость поляризации на угол до 90 градусов, а супернематические - до 270 градусов. Супернематические кристаллы обладают высоким быстродействием и контрастностью. Они применяются для пассивных индикаторов. Нематические кристаллы используются в высококачественных цветных мониторах.

В пассивных индикаторах элементы располагаются на пересечениях сетки проводников, к которым подводится электрическое поле путем переключения транзисторов, подключенных к этим проводникам. Такие элементы имеют эффект последействия, поэтому движущиеся предметы на них расплываются.

В активных жидкокристаллических TFT-экранах (тонкопленочный транзистор, thin film transistor) каждый элемент снабжается транзистором. Эти транзисторы управляют приложенным напряжением и быстрее переключаются.

В цветных жидкокристаллических экранах элементы группируют по три (в вертикальный ряд). Каждые такие три элемента образуют пиксель. Каждый элемент имеет светофильтр. Транзисторы управляют количеством проходящего света, образуя нужную смесь цветов.

Недостатком пассивных мониторов является возможность смотреть на них только во фронтальной позиции, а экран с активной матрицей имеет угол обзора 120-160 градусов и обладает хорошей яркостью и контрастностью изображения. Первые LCD-дисплеи выпускались только для портативных ПК с диагональю экрана 8 дюймов. Сегодня LCD-панели имеют по диагонали 15 дюймов, а для настольных ПК - 17-19 дюймов и более.

LCD-мониторы являются полностью цифровыми приборами. Однако приходится обеспечивать их совместимость с аналоговыми CRT-мониторами. Для этого цифровой сигнал от системного блока компьютера сначала преобразуется в видеокарте в аналоговый сигнал, а затем снова в цифровой - уже в самом LCD-мониторе. Для преодоления этого неестественного положения уже созданы и используются цифровые видеокарты.

Несомненным преимуществом LCD-мониторов по сравнению с CRT-мониторами является почти полное отсутствие вредного излучения, которому подвергается человек, работающий перед экраном электронно-лучевой трубки, а недостатком - большая цена, которая, однако довольно быстро снижается по мере увеличения выпуска LCD-мониторов.

Стандарты безопасности, которым должны отвечать мониторы, - это ТСО или MPRII, разработанные в Швеции. При покупке монитора нужно обратить внимание на знаки этих стандартов в паспорте или на корпусе монитора.

Работа плазменного монитора (plasma display panels, PDP) похожа на работу неоновой лампы. Монитор выполнен в виде плоской стеклянной трубки, заполненной инертным газом под низким давлением. Внутри трубки помещены два электрода. При подаче напряжения между ними зажигается электрический (так называемый тлеющий) разряд и возникает свечение. В плазменных экранах пространство между двумя стеклянными поверхностями заполняется, как и в неоновой лампе, инертным газом (аргоном или неоном). На стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение: образуется поле миниатюрных точечных неоновых ламп. Под действием напряжения в газовой области, прилегающей к электроду, возникает электрический разряд. Плазма этого разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне спектра, что вызывает свечение частиц люминофора в видимой человеком части спектра, т.е. каждый пиксель на экране работает подобно лампе дневного света.

Преимуществами плазменных экранов являются высокая яркость, контрастность и очень большой угол обзора - до 180 градусов. У них отсутствует дрожание картинки, так как она выводится не по строчкам, а прямо в цифровом виде. Размер плазменных экранов достигает 100 см при толщине всего 8,5-9,0 см.

Вывод информации из компьютера на бумагу осуществляется электромеханическими устройствами вывода информации - принтерами. Существуют принтеры монохромные (черно-белые) и цветные, ударного (impact) и безударного (non-impact) действия. Последовательные принтеры печатают на бумаге символ за символом, строчные - сразу всю строку, а страничные - целую страницу. В зависимости от технологии печати различают матричные, струйные, лазерные, светодиодные, сублимационные принтеры, принтеры на твердых красителях.

В 1970-1980-х гг. самыми распространенными были матричные принтеры, наиболее простые и дешевые. Они печатают с помощью набора миниатюрных игл, которые ударяют по красящей ленте. В этом они похожи на обыкновенную пишущую машинку и, подобно ей, позволяют печатать под копирку. Они являются монохромными, т.е. способны печатать только черно-белое изображение. Последовательные ударные матричные печатающие устройства (impact dot matrix) снабжены печатающей головкой с одним или двумя вертикальными рядами игл. Головка движется вдоль печатаемой строки, и в нужный момент иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя последовательно символ за символом. Для матричных принтеров можно использовать и форматную, и рулонную бумагу. Головка принтера оснащается 9, 18 или 24 иголками. Существуют модели принтеров с широкой (формата АЗ) и узкой (формата А4) каретками.

Матричные принтеры ударного действия дают невысокое качество печати, невысокую производительность и сильно шумят при работе. В последние годы они практически вытеснены более совершенными принтерами безударного действия, обеспечивающими монохромную и цветную печать высокого качества.

Более совершенные струйные принтеры относятся к устройствам безударного действия. Они печатают, разбрызгивая на бумагу микроскопические капельки специальных чернил, выбрасываемых на бумагу через сопла печатающей головки. Перед разбрызгиванием этим микрокапелькам дается электрический заряд, а после разбрызгивания они направляются в нужные точки бумаги с помощью электростатического поля. Число сопел у разных моделей струйных принтеров - от 12 до 256, а максимальная разрешающая способность массовых моделей - 1440 точек на дюйм. В отличие от матричных, струйные принтеры обеспечивают лучшее качество печати и работают с гораздо меньшим шумом.

В лазерных принтерах, подобно ксероксу, используется электрографический принцип: изображение переносится на бумагу с барабана, к которому с помощью электростатического потенциала притягиваются частички краски (тонера). В отличие от копировального аппарата, в лазерном принтере печатающий барабан электризуется с помощью полупроводникового лазера по командам компьютера. В состав лазерного принтера входят: фотопроводящий цилиндр (печатающий барабан), полупроводниковый лазер и прецизионная оптико-механическая система, которая перемещает лазерный луч.

Лазерные принтеры обеспечивают наилучшую, близкую к типографской монохромную и цветную печать. Они обеспечивают самую высокую среди принтеров скорость печати и не требуют специальной бумаги.

В светодиодных принтерах (light emitting diode, LED) вместо полупроводникового лазера используют «гребенку» мельчайших светодиодов. Для них не требуется сложная оптическая система вращающихся зеркал и линз, поэтому светодиодный принтер дешевле, чем лазерный.

Сублимационные принтеры (dye sublimation) применяются для получения цветных изображений сверхвысокого качества. В них красящие ленты нагреваются примерно до 400°С, при этом краситель испаряется и переносится на специальную бумагу. В принтерах на твердых красителях (solid ink) бруски краски каждого из четырех цветов, похожие на мыло или цветной воск, заправляются в принтер отдельно. В процессе разогрева в течение 10-15 мин эти краски- чернила частично расплавляются и подготавливаются к работе.

Плоттер (plotter), графопостроитель, - это устройство для автоматического вычерчивания рисунков, схем, чертежей, карт на бумаге. Первыми появились и традиционно широко используются перьевые плоттеры. Более современную технологию обеспечивают струйные плоттеры.

Перьевые плоттеры можно разделить на три группы: использующие фрикционный прижим для перемещения бумаги в направлении одной оси и движения пера по другой; барабанные (или рулонные); планшетные, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по обеим осям.

Различные модели плоттеров имеют одно или несколько перьев разного цвета (обычно 4-8). Перья бывают трех различных типов: фитильные (заправляемые чернилами), шариковые (аналог шариковой ручки) и с трубчатым пишущим узлом (инкографы). Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный и параллельный порты.

В 1990-е годы перьевые плоттеры начинают вытесняться струйными, которые работают в 4-5 раз быстрее. Используя два чернильных картриджа, струйный плоттер обеспечивает разрешение не менее 300 dpi и имеет два режима работы: чистовой и эскизный. При работе в эскизном режиме почти вдвое сокращается расход чернил.

Для ввода и вывода звуковых сигналов служит звуковая система , состоящая из звуковой платы (или карты), встроенного динамика в системном блоке ПК и внешней звуковой системы. Ввод звука в систему осуществляется через микрофон, линейный выход магнитофона, радиоприемника или CD-проигрывателя. Простейшая внешняя система состоит из наушников или пассивных динамиков, а более сложная и качественная - из активных динамиков, имеющих собственное питание и снабженных усилителями.

Звуковые карты условно делятся на 8- и 16-разрядные. 8-разрядная звуковая карта (SoundBlaster) способна обеспечить качество звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядная - более высокое качество, соответствующее CD-проигрывателю. Новые звуковые карты обеспечивают трехмерный, т.е. объемный звук. Для технологии DVD, в которой звуковое сопровождение фильмов поддерживает технологию Dolby Digital, звуковая карта должна уметь раскодировать DVD-звук с диска и иметь 6 каналов.

• Очень важную роль в составе ПК играет видеоподсистема. Видеосистема служит для вывода на экран изображений текстов, рисунков и видеофрагментов и фильмов. Она состоит из монитора(дисплея) с экраном, на который выводятся изображения; видеоплаты, т.е. платы управления вывода изображения на экран монитора; набора специальных программ - драйверов. Основными параметрами видеоподсистемы являются: разрешающая способность - количество точек на экране монитора; цветовое разрешение - количество цветов, которое иметь отдельная точка;
• частота развертки - скорость обновления изображения экрана. Видеоплата (или видеокарта, видеоадаптер,) служит для хранения видеоизображений, преобразования их из цифровой в аналоговую форму для вывода на экран монитора. Она способна поддерживать текстовый и графический режимы работы. Аппаратно ви-

Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

ВСТУПЛЕНИЕ.

1. ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА ПК.

1.1.Микропроцессор

1.2 Кэш память

1.3 Оперативная память

1.4 Контроллеры и адаптеры

1.5 Видеоадаптер

1.6 Жесткий диск

1.7 Внутренний динамик

1.8 Звуковая карта

1.9 Устройства CD

2 ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ПК

2.1 Клавиатура

2.3 Джойстик

2.4 Монитор

2.5 Принтер

2.6 Сканер

2.7. Плоттер

2.8 Дигитайзер

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

ВСТУПЛЕНИЕ.

Слово “компьютер” означает “вычислитель”. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно.

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики развитых и развивающихся стран. Причины стремительного роста индустрии персональных компьютеров:

невысокая стоимость;

сравнительная выгодность для многих деловых применений;

простота использования;

возможность индивидуального взаимодействия с компьютеров без посредников и ограничений;

высокие возможности по переработке, хранению и выдаче информации;

высокая надежность, простота ремонта и эксплуатации;

возможность расширения и адаптации к особенностям применения компьютеров;

наличие программного обеспечения, охватывающего практически все сферы человеческой деятельности, а также мощных систем для разработки нового программного обеспечения.

Мощность компьютеров постоянно увеличивается, а область их применения постоянно расширяется. Компьютеры могут объединяться в сети, что позволяет миллионам людей легко обмениваться информацией с компьютерами, находящимися в любой точке земного шара.

Так что же представляет собой это уникальное человеческое изобретение? Первый признак, по которому разделяют компьютеры, - платформа. Можно выделить две основные платформы ПК:

Платформа IBM – совместимых компьютеров включает в себя громадный спектр самых различных компьютеров, от простеньких домашних персоналок до сложных серверов. Именно с этим типом платформ обычно сталкивается пользователь. Кстати, совершенно не обязательно, что лучшие IBM – совместимые компьютеры изготовлены фирмой IBM – породивший этот стандарт “голубой гигант” сегодня лишь один из великого множества производителей ПК.

Платформа Apple представлена довольно популярными на Западе компьютерами Macintosh. Они используют своё, особое программное обеспечение, да и “начинка” их существенно отличается от IBM. Но в России большого распространения они не получили.

Обычно IBM-совместимые ПК состоят из трех частей (блоков):

системного блока;

монитора (дисплея);

клавиатуры (устройства, позволяющего вводить символы в компьютер).

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте – в “наколенном” (лэптоп 4-12кг), или “блокнотном” (ноутбук 2-6кг), исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус:

Если снять корпус системного блока и посмотреть внутрь, то можно увидеть детали, соответствующее следующей схеме архитектуры ПК:

Данная схема является примером внутренней “начинки” компьютера, естественно, что при наличии или отсутствии тех или иных устройств схема изменится. Однако есть устройства, которые в любом случае установлены на современном персональном компьютере. О них-то и пойдёт дальнейший разговор.

1. ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА ПК.

1.1.Микропроцессор

Самым главным элементом в компьютере, его “мозгом” является микропроцессор – электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. А началось всё с появлением скромной по своим возможностям микросхемы Intel 4004 – первого микропроцессора, созданного в 1971г. командой во главе с талантливым изобретателем, доктором Тедом Хоффом.

Изначально эта микросхема предназначалась для микрокалькуляторов и была изготовлена по заказу японской фирмы. К счастью для всех нас, фирма эта обанкротилась. С этого момента и началась эпоха персональных компьютеров. Прошло несколько десятилетий. Ученые выявили закономерность, назвав её “законом Мура”: ЕЖЕГОДНО МОЩНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРОВ УДВАИВАЕТСЯ!

На первый взгляд процессор это просто выращенный по специальной технологии кристалл кремния. Однако камешек этот содержит в себе множество отдельных элементов – транзисторов, которые в совокупности и наделяют компьютер способностью “думать”. Процессор состоит из нескольких важных деталей: собственно процессора – “вычислителя” и сопроцессора – специального блока для операций с “плавающей точкой” (или запятой). Применяется сопроцессор для особо точных и сложных расчётов, а также для работы с рядом графических программ.

1.2 Кэш память

Кэш - память первого уровня – небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, предназначена для хранения промежуточных результатов.

Кэш-память второго уровня – память чуть медленнее, зато больше – от 128 до 512Кб. Она может быть интегрирована на самом кристалле процессора, а может – отдельно, в виде дополнительного кристалла (как на процессорах Pentium II).

В настоящее время в компьютерах используются процессоры, разработанные фирмами Intel, AMD, Cyrix и IBM. Процессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора. Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) выполняется за одну секунду. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц). Современные процессоры фирмы Intel достигают тактовой частоты в 1900 МГц (Pentium 4). Фирма, составляющая наибольшую конкуренцию им AMD, выпускает процессоры до 1400 МГц (AMD Thunderbird). В соответствие со стандартом PC2000 – на домашние компьютеры рекомендуется ставить процессор с тактовой частотой не ниже 500 МГц.

Следует заметить, что разные поколения процессоров выполняют одни и те же операции (например, деление или умножение) за разное число тактов. Чем выше поколение процессора, тем, как правило, меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций. Например, процессор Intel Pentium II работает раза в два быстрее, чем процессор Intel CELERON с такой же тактовой частотой. За 20-ю историю массового развития компьютерного рынка сменилось семь поколений процессоров фирмы Intel: 8088, 286, 386, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Кроме того, в каждом поколении существует ещё и целая серия отличающихся друг от друга моделей. Например, в поколении Pentium II их три: “обычный” Pentium II, “облегчённый вариант” Celeron и сверхмощный Xeon, предназначенный для больших промышленных компьютеров. Однако процессоры фирмы Intel очень дороги, здесь и всплывает конкурент. При гораздо меньшей цене AMD предлагают микропроцессоры в некоторых параметрах обходящие микропроцессоры Intel. Например, AMD K7 Thunderbird 1000 МГц стоит 2947руб, а процессор Intel Pentium III 1000 МГц стоит 6318руб.!

1.3 Оперативная память

Оперативная память (RAM, ОЗУ) обеспечивает работу с программным обеспечением. Из неё процессор и сопроцессор (устройство, помогающее выполнять процессору сложные математические вычисления) берут программы и исходные данные для обработки. Характеристика оперативной памяти – объём, измеряемый в мегабайтах (Мб). Оперативная память выпускается в виде микросхем, собранных в специальные модули: SIMM, DIMM или новейший модуль RIMM. Каждый модуль может вмешать от 1 до 512 Мб. Лучшие модули памяти, поступающие на наш рынок, украшены лейблом Kingstone, Micron, Samsung. Конечно, “безымянные” модули собираются из таких же микросхем и стоят намного дешевле, но переплата нескольких десятков долларов за фирму себя окупает.

Чтобы компьютер работал, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера. Таким образом, для компьютера необходим обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом-выводом . Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере имеются два промежуточных звена:

1.4 Контроллеры и адаптеры

1) Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема ( контроллер или адаптер ), которая им управляет. Некоторые контроллеры (например, контроллер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами.

2) Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемой шиной. Шина – системная плата, обеспечивающая ввод-вывод информации. Характеристикой шины является скорость обмена.

Основные типы шин (расположены в порядке улучшения характеристик): ISA, EISA, VESA, PCI, AGP. Разъёмы-“слоты” стандарта PCI. Родился он около 10 лет назад и сегодня является основным стандартом слотов для подключения дополнительных устройств. Разъёмы PCI – обычно самые короткие, белого цвета, разделенные своеобразной “перемычкой” на две неравные части. Ранее в слот PCI устанавливалась и видео карта, теперь для этой цели служит разъем AGP (Advanced Graphic Port). Это специальный, более быстрый с точки зрения пропускной способности слот. Остальные слоты в новые компьютеры не устанавливаются.

Для упрощения подключения устройств электронные схемы состоят из нескольких модулей – электронных плат. На основной плате компьютера – системной (материнской) – располагаются процессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах вставляющихся в унифицированные разъёмы (слоты) на материнской плате. “Гнездо” для установки процессора: для каждого форм-фактора процессора существует свой тип материнской платы, как правило, несовместимый с другими процессорами. Так в гнездо для процессора Pentium III нельзя установить процессор AMD K7. И наоборот.

Итак, сегодня на рынке существует три материнских платы, для установки трёх разных классов процессоров:

платы с разъёмом Slot 1 предназначены для процессоров фирмы Intel. Тип разъёма – слот (длинное щелевидное гнездо).

платы с разъёмом Socket-370 предназначены для установки новых процессоров Celeron фирмы Intel (частота от 400 МГц). Тип разъёма – квадратное гнездо.

платы с разъёмом Super Socket 7 (Socket A) предназначены для “альтернативных” процессоров фирм AMD, Cyrix, IBM и других. Тип разъёма – квадратное гнездо.

Одним из контроллеров, которые присутствуют во всех компьютерах, является контроллер портов ввода-вывода.

Типы портов:

параллельные (LPT1-LPT4), к ним обычно присоединяют принтеры и сканеры;

последовательные асинхронные порты (COM1-COM4), к ним подсоединяются мышь, модем и т. д.;

игровой порт – для подключения джойстика;

порт USB (USB 2) – недавняя разработка - порт с наивысшей скоростью ввода-вывода, к нему подключаются новые модели принтеров, сканеров, модемов, мониторов и т.д. Одним из его достоинств является возможность подключения целой цепочки устройств. Например, через один порт USB подключен принтер, через принтер подключен сканер и т.д.

Некоторые устройства могут подключать и к параллельным, и к последовательным портам, и к порту USB (USB 2). Самый быстрый обмен осуществляется через порт USB 2, затем USB, параллельные же порты выполняют ввод-вывод с большей скоростью, чем последовательные (за счет использования большего числа проводов в кабеле).

1.5 Видеоадаптер

Видеоадаптер (видеоконтроллер, видеокарта) предназначен для работы в графическом режиме. Главной задачей современной видеокарты является поддержка объёмной, трёхмерной графики (3D). Никогда не помешает и дополнительная возможность видеокарт – TV тюнер – приём телевизионного сигнала. Главной характеристикой является объём памяти. Современные графические приложения и игры требуют от видеокарты наличие как можно большего количества памяти (желательно 16, 32, а ещё лучше 64 Мб). Однако не все могут позволить купить себе даже 16 Мб видеокарту, поскольку цены на них остаются ещё достаточно высокими.

1.6 Жесткий диск

Жесткий диск (винчестер, HDD) – предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе компьютера: операционной системы, документов, игр и т.д. Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость, измеряемая в гигабайтах (Гб), скорость чтения данных, среднее время доступа, размер кэш-памяти. Для современного домашнего компьютера необходим жесткий диск объёмом не менее 10 Гб. Информация хранится на одной или нескольких круглых пластинках с магнитным слоем, над которыми летают магнитные записывающие головки. Винчестеры подключаются к материнской плате с помощью специальных шлейфов-кабелей, каждый из которых рассчитан на два устройства.

1.7 Внутренний динамик

Внутренний динамик (PC Speaker) – устройство, предназначенное для вывода системных звуковых сообщений. Например, в начале загрузки компьютера происходит тестирование оборудования. Ниже приведена таблица звуковых сигналов, возникающих при самотестировании компьютера.

Протяжённость и количество гудков	Значение сигналов
1 короткий	Все блоки функционируют нормально
2 коротких	Ошибка связана с монитором
Нет гудков
Непрерывный гудок	Неисправность источника питания или системной платы
Повторяющиеся короткие гудки	Неисправность источника питания или системной платы
1 длинный и 1 короткий	Неисправность системной платы
1 длинный и 2 коротких	Неисправность видеокарты
1 длинный и 3 коротких	Неисправность видеокарты

Кроме того, внутренний динамик может использоваться некоторыми DOS программами и играми.

1.8 Звуковая карта

Звуковая карта – устройство, необходимое для редактирования и вывода звука, посредством звуковых колонок. Существуют 8, 16 и 20 разрядные (битные) карты. Для домашнего компьютера хватает 16 битной звуковой карты, поскольку 20 битные – профессиональные карты для программистов, занимающихся музыкой на компьютере, да и стоит такая карта намного дороже других.

1.9 Устройства CD

1.9.1 Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM)

Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM) предназначено для чтения записей на компакт-дисках. Достоинства устройства – большая емкость дисков, быстрый доступ, надежность, универсальность, низкая стоимость. Основное понятие, характеризующее работу данного устройства – скорость. Самые первые CD-ROM – 1-скоростные. Сейчас появились 52-скоростные CD-ROM. Что значит 52 скоростной привод? Это значит, что он читает данные в 52 раза быстрее самого первого 1 скоростного (150 Кб/с) CD-ROM. Следовательно, 52 умножаем на 150… 7800 килобайт в секунду! Главный недостаток стандартных дисководов CD-ROM – не возможность записи информации. Для этого необходимы другие устройства:

1.9.2 Устройство однократной записи CD-R

CD-R – дисковод с возможностью однократной записи информации на специальный диск, в России их называют “болванками”. Запись на эти диски осуществляется благодаря наличию на них особого светочувствительного слоя, выгорающего под воздействием высокотемпературного лазерного луча.

1.9.3 Устройство многократной записи CD-RW

CD-RW – дисковод с возможностью многократной записи информации. Это устройство работает совершенно по другому принципу и совсем другими дисками, чем CD-R.

В последнее время всё большее распространение получает DVD-ROM – устройство, предназначенное для чтения дисков формата DVD.

1.10 Накопители на гибких дисках (дискетах, флоппи-дисках)

Накопители на гибких дисках (дискетах, флоппи-дисках) позволяют переносить документы с одного компьютера на другой, хранить информацию. Основным недостатком накопителя служит его малая емкость (всего 1,44 Мб) и ненадежность хранения информации. Однако именно этот способ для многих российских пользователей является единственной возможностью перенести информацию на другой компьютер. На компьютерах последних лет выпуска устанавливаются дисководы для дискет размером 3,5 дюйма (89мм).

Раньше использовались накопители размером 5,25 дюймов. Они, не смотря на свои размеры, обладают меньшей емкостью и менее надежны и долговечны. Оба типа дискет обладают защитой от записи (перемычка на защитном корпусе дискеты). В последнее время стали появляться альтернативные устройства: внешние дисководы, с дисками емкостью до 1,5 Гб и намного большей скоростью чтения, нежели дисковод флоппи-дисков, однако они ещё мало распространены и весьма недёшевы.

1.11 BIOS (Basic Input - Output System)

BIOS (Basic Input - Output System) – базовая система ввода-вывода – микросхема, установленная на материнской плате. Именно здесь хранятся основные настройки компьютера. С помощью BIOS можно изменить скорость работы процессора, параметры работы для других внутренних и некоторых внешних устройств компьютера. BIOS – это первый и самый важный из мостиков, связующий между собой аппаратную и программную часть компьютера. Поэтому для современных BIOS немало важными особенностями является возможность её обновления, работы со стандартом Plag&Play (включи и работай), возможность загрузки компьютера с CD-ROM, сети и дисководов ZIP.

2 ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ПК.

2.1 Клавиатура

Клавиатура – устройство, предназначенное для ввода в компьютер информации от пользователя. Современная клавиатура состоит из 104 укреплённых в едином корпусе клавиш.

Мышь – манипулятор для ввода информации в компьютер. Он необходим для работы с графическими пакетами, чертежами, при разработке схем и при работе в новых операционных системах. Основной характеристикой мыши является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм (dpi). Неплохо иметь также специальный коврик под мышь, что обеспечивает её сохранность и долговечность. Самые простые и дешевые модели – оптико-механические. Более дорогие и надёжные модели “мышек” - оптические. А самым большим шиком считаются инфракрасные беспроводные мыши. Сочетания такого зверя с инфракрасной клавиатурой – верх компьютерного шика.

2.3 Джойстик

Джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопками, употребляется в компьютерных играх.

2.4 Монитор

Монитор (дисплей) - устройство, предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. От качества монитора зависит сохранность зрения и обще утомляемость при работе. Мониторы имеют стандартный размер диагонали в 14,15,17,19,20 и 21 дюйм. Однако в настоящее время мониторы с 14 дюймовым экраном не выпускают. Для домашнего компьютера вполне хватит монитора с 15 или 17 дюймовым экраном.

2.5 Принтер

Принтер – устройство, предназначенное для вывода текстовой и графической информации на бумагу. Различают матричные, струйные и лазерные принтеры (расположены в порядке улучшения качества и скорости печати). Принтеры бывают цветные (струйные и лазерные) и черно-белые (матричные и лазерные).

2.6 Сканер

Сканер – устройство для ввода в компьютер текстовой и графической информации. Сканеры бывают ручные, настольные и даже напольные. Ручные сканеры дешевле прочих, но качество и точность сканирования у них очень малы. Настольные планшетные сканеры позволяют достигать намного лучшего результата, но цена таких сканеров намного выше.

2.7. Плоттер

Плоттер – устройство, позволяющее выводить графическую информацию на бумагу или другие носители. Типовые задачи для плоттеров – выполнение различных чертежей, схем, рисунков, графиков, карт и т.п. Современные плоттеры классифицируются по формату использования бумаги и типу пишущего механизма. Цена плоттера и расходных материалов, как правило, достаточно высока. Но качество близко к полиграфическому и оправдывает все затраты.

2.8 Дигитайзер

Дигитайзер – приспособление для ввода графической информации в компьютер, а проще – для рисования. На планшете чувствительным к нажатию специального карандаша – стилуса. Изображение моментально с планшета переносится на экран монитора. В комплекте с дигитайзером поставляется 4-кнопочная “мышь”. Формат планшетов – от А4 до А0. Естественно, что данное устройство очень дорого для обычного пользователя. А вот для дизайнеров и художников-полиграфистов это устройство незаменимый помощник, быстро окупающий себя.

Модем ( мо дулятор- дем одулятор)- устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий. По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние (internal) и внешние (external). Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности и более легкой установки. Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду). Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 33600 bps (около 230Kb в минуту). Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных.

Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

Также существуют мировые стандарты скорости модема, сжатия данных и коррекции ошибок. Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием, определителем номера и другими полезными функциями.

Последние годы спрос на модемы стал достаточно высок, т.к. они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети.

2.10 Источник бесперебойного питания (ИБП)

Источник бесперебойного питания (ИБП) – устройство, предназначенное для защиты компьютера от скачков напряжения или отключения электроэнергии. Для надёжной работы компьютера ему необходимо устойчивое питание. Как показывает исследование фирмы IBM, за месяц практически каждый компьютер испытывает 128 нарушений электропитания – от скачков напряжения (которые могут привести к повреждению оборудования) до мгновенных и длительных понижений напряжения и отключения питания, которые могут вызвать потерю данных. ИБП при малейших колебаниях напряжения мгновенно переключает компьютер на аварийное питание от резервных батарей, позволяя продолжить работу при кратковременном отключении или корректно завершить работу при длительном отключении электроэнергии.

Конечно, ИБП не дёшевы, но они гораздо дешевле вашего оборудования и тем более той информации, которая хранится на ваших дисках. Лучшими в мире источниками бесперебойного питания считаются APC. Стоимость простых моделей от 2350руб.

3. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ.

1623г. Первая “считающая машина”, созданная Уильямом Шикардом. Это довольно громоздкий аппарат мог применять простые арифметические действия (сложение, вычитание) с 7-значными числами.

1644г. “Вычислитель” Блеза Паскаля – первая по настоящему популярная считающая машина, производившая арифметические действия над 5-значными числами.

1668г. Вычислитель сера Сэмюэля Морланда, предназначавшийся для финансовых операций.

1674г. Вильгельм Годфрид фон Лейбниц сконструировал механическую счётную машину, которая умела производить не только операции сложения и вычитания, но и умножения!

1820г. Первый калькулятор – “Арифмометр” Шарля де Кольмара. Продержалось на рынке (с некоторыми усовершенствованиями) целых 90 лет!

1834г. Знаменитая “Аналитическая машина” Чарльза Бэббиджа – первый программируемый компьютер, использовавший примитивные программы на перфокартах.

1871г. Бэббидж создал прототип аналитического устройства компьютера и печатающее устройство – принтер.

1886г. Дорр Фелт создал Comptometer – первое устройство с клавишным вводом данных.

1890г. В США произведена перепись населения – впервые в этом участвовала “считающая машина”, созданная Германом Холлритом.

1935г. Корпорация IBM (International Business Machines) начала выпуск массовых вычислителей IBM-601.

1937г. Математик Алан Тюринг создал “математическую модель” компьютера, получившую название “Машина Тюринга”.

1938г. Кондрад Цузе, друг и коллега знаменитого Вернера фон Брауна, создал в Берлине один из первых компьютеров – V1.

1943г. Говард Эйкен создает “ASCC Mark I” - машину, считающуюся дедушкой современных компьютеров. Её вес составлял более 7 тонн и состоял из 750 000 частей. Машина применялась в военных целях – для расчёта артиллерийских таблиц.

1945г. Джон фон Нейман разработал теоретическую модель устройства компьютера – первое в мире описание компьютера, использовавшего загружаемые извне программы. В этом же году Мочли и Эккерт создали ENIAC –самый грандиозный и мощный ламповый компьютер той эпохи. Компьютер весит более 70 тон и содержит в себе почти 18 тысяч электронных ламп. Рабочая частота компьютера не превышает 100КГц (несколько сот операций в секунду).

1956г. В Массачусетском технологическом институте создан первый компьютер на транзисторной основе. В этом же году IBM создала первый накопитель информации – прототип винчестера – жёсткий диск КАМАС 305.

1958-1959г. Д. Килби и Р. Нойс создали уникальную цепь логических элементов на поверхности кремниевого кристалла, соединённого алюминиевыми контактами – первый прототип микропроцессора, интегральную микросхему.

1960г. АТ разработали первый модем.

1963г. Дуглас Энгельбарт получил патент на изобретённый им манипулятор – “мышь”.

1968г. Основание фирмы Intel Робертом Нойсем и Гордоном Мурем.

1969г. Intel представляет первую микросхему оперативной памяти объёмом 1 Кб. В этом же году фирма Xerox создаёт технологию лазерного копирования изображений, которая через много лет ляжет в основу технологии печати лазерных принтеров. Первые “ксероксы”.

1971г. ПО заказу японского производителя микрокалькуляторов Busicom команда разработчиков Intel под руководством Теда Хоффа создаёт первый 4-разрядный микропроцессор Intel-4004. Скорость процессора – 60 тысяч операций в секунду. В этом же году команда и исследователей лаборатории IBM в Сан-Хосе создает первый 8-дюймовый “флоппи-диск”.

1972г. Новый микропроцессор от Intel – 8-разрядный Intel-8008. Xerox создаёт первый микрокомпьютер Dynabook, размером чуть больше записной книжки.

1973г. В научно-исследовательском центре Xerox создан прототип первого персонального компьютера. Первый герой, появившийся на экране, - Коржик, персонаж детского телесериала “Улица Сезам”. В этом же году Scelbi Computer Consulting Company выпускает на рынок первый готовый персональный компьютер, укомплектованный процессором Intel-8008 и с 1 Кб оперативной памяти. В этом же году IBM представляет жёсткий диск IBM 3340. Ёмкость диска составляла 16 Кб, он содержал 30 магнитных цилиндров по 30 дорожек в каждом. Из-за этого и был назван “винчестером” (30/30” – марка знаменитой винтовки). И в этом же году Боб Мэткэлф изобретает систему связи компьютеров, получившую название Ethernet.

1974г. Новый процессор от Intel – 8-разрядный Intel-8080. Скорость 640 тысяч операций в секунду. В скором времени на рынке появляется недорогой компьютер Altair на основе этого процессора, работающий под управлением операционной системы CP/M. В этом же году первый процессор выпускает главный конкурент Intel в 70-х годах – фирма Zilog.

1975г. IBM выпускает первый лэптоп. Первой музыкальной композицией, воспроизведённой с помощью компьютера, слала мелодия песни The Beatles “Fool On The Hill”.

1976г. Фирма Advanced Micro Devices (AMD) получает право на копирование инструкций и микрокода процессоров Intel. Начало “войны процессоров”. В этом же году Стив Возняк и Стив Джобс собирают в собственной гаражной мастерской компьютер серии Apple. А 1 апреля того же года на свет появляется компания Apple Computer. Компьютер Apple I поступает в широкую продажу с весьма сакраментальной цифрой на ценнике – 666.66$.

1977г. В продажу поступают массовые компьютеры Commodore и Apple II. Который снабжён оперативной памятью в 4 Кб, постоянной памятью 16 Кб, клавиатурой и дисплеем. Цена за всё удовольствие - 1300$. Apple II обзаводится модной добавкой – дисководом флоппи-дисков.

1978г. Intel представляет новый микропроцессор – 16 разрядный Intel-8086, работающий с частотой 4,77 МГц (330 тысяч операций в секунду). Основана компания Hayes – будущий лидер в производстве модемов. Commodore выпустила на рынок первые модели матричных принтеров.

1979г. Появление процессора Intel-8088, а также первых видеоигр и компьютерных приставок для них. Японская фирма NEC выпускает первый микропроцессор в этой стране. Hayes выпускает первый модем со скоростью 300 бод, предназначенный для нового компьютера Apple.

1980г. Компьютер Atari становится самым популярным компьютером года. Seagate Technologies представляет первый винчестер для персональных компьютеров – жёсткий диск диаметров 5.25 дюймов.

1981г. Появляется компьютер Apple III. Intel представляет первый сопроцессор. Основана фирма Creative Technology (Сингапур) – создатель первой звуковой карты. Появляется в продаже первый жесткий массовый диск ёмкостью 5 Мб и стоимостью 1700$.

1982г. На рынке появляется новая модель от IBM – знаменитая IBM PC AT – и первые клоны IBM PC. IBM представляет процессор 16-разрядный 80286. Рабочая частота 6 МГц. (1,5 млн. операций в секунду). Hercules представляет первую чёрно-белую видеокарту – Hercules Graphics Adapter (HGA).

1983г. Commodore выпускает первый портативный компьютер с цветным дисплеем (5 цветов). Вес компьютера 10кг, цена 1600$. IBM представляет компьютер IBM PC XT, укомплектованный 10 Мб жёстким диском, дисководом на 360 Кб и 128 (позднее 768) Кб оперативной памяти. Цена компьютера составляла 5000$. Выпущен миллионный компьютер Apple II. Появляются первые модули памяти SIMM. Philips и Sony представляют миру технологию CD-ROM.

1984г. Apple выпускает модем на 1200 бод. Hewlett-Packard выпускает первый лазерный принтер серии LaserJet с разрешением до 300 dpi. Philips выпускает первый дисковод CD-ROM. IBM представляет первые мониторы и видеоадаптеры EGA (16 цветов, разрешение - 630х350 точек на дюйм), а также профессиональные 14-дюймовые мониторы, поддерживающие 256 цветов и разрешение в 640х480 точек.

1985г. Новый процессор от Intel – 32 разрядный 80386DX (со встроенным сопроцессором). Рабочая частота 16 МГц, скорость около 5 млн. операций в секунду. Первый модем от U.S. Robotics – Courier 2400 бод.

1986г. На компьютере Amiga демонстрируется первый анимационный ролик со звуковыми эффектами. Рождение технологии мультимедиа. Рождение стандарта SCSI (Small Computer System Interface).

1987г. Intel представляет новый вариант процессора 80386DX с рабочей частотой 20 МГц. Шведским национальным институтом контроля и измерений утверждается первый стандарт допустимых значений излучения мониторов. U.S. Robotics представляет модем Courier HST 9600

1988г. Compaq выпускает первый компьютер с оперативной памятью 640 Кб – стандартная память для всех последующих поколений DOS. Hewlett-Packard выпускает первый струйный принтер серии DeskJet. Стив Джобс и основанная им компания NexT выпускает первую рабочую станцию, оснащённую новым процессором Motorola, фантастическим для того времени объёмом памяти (8 Мб), 17-дюймовым монитором и жёстким диском на 256 Мб. Цена компьютера – 6500$.

1989г. Creative Labs представляет Sound Blaster 1.0, 8-битную монофоническую звуковую карту. Рождение стандарта SuperVGA (разрешение 800х600 точек с поддержкой 16 тысяч цветов).

1990г. Рождение сети Интернет. Intel представляет новый процессор - 32-разрядный 80486SX. Скорость 27 миллионов операций в секунду. IBM представляет новый стандарт видеоплат – XGA – в качестве замены традиционному VGA (разрешение 1024х768 точек с поддержкой 65 тысяч цветов).

1991г. Apple представляет первый монохромный ручной сканер. AMD представляет усовершенствованные “клоны” процессоров Intel – 386DX с тактовой частотой 40 МГц и 486SX с частотой 20 МГц. Первая стерео музыкальная карта – 8-битный Sound Blaster Pro.

1992г. NEC выпускает первый привод CD-ROM с удвоенной скорость (2х).

1993г. Intel представляет новый стандарт шины и слота для подключения дополнительных плат – PCI. Первый процессор нового поколения процессоров Intel – 32-разрядный Pentium. Рабочая частота от 60 МГ, быстродействие – от 100 млн. операций в секунду. Microsoft и Intel совместно с крупнейшими производителями ПК вырабатывают технологию Plug&Play (включи и работай), допускающую автоматическое распознавание компьютером новых устройств, а также их конфигурацию.

1994г. Iomega представляет диски и дисководы ZIP и JAZ – альтернативу существующим дискетам 1.44 Мб. US Robotics выпускает первый модем со скоростью 28800 бод.

1995г. Анонсирован стандарт новых носителей на лазерных дисках – DVD. AMD выпускает последний процессор поколения 486 – AMD 486DX-120. Intel представляет процессор Pentium Pro, предназначенный для мощных рабочих станций. Компания 3dfx выпускает набор микросхем Voodoo, который лёг в основу первых ускорителей трёхмерной графики для домашних ПК. Первые очки и шлемы “виртуальной реальности” для домашних ПК.

1996г. Рождение шины USB. Intel выпускает процессор Pentium MMX с поддержкой новых инструкций для работы с мультимедиа. Начало производства массовых жидкокристаллических мониторов для домашних ПК.

1997г. Появление процессоров Pentium II, и альтернативных процессоров AMD K6. Первые дисководы DVD. Выпуск первых звуковых плат формата PCI. Новый графический порт AGP.

1998г. Apple выпускает новый компьютер iMac, отличающийся своей мощью и потрясающим дизайном. Выпуск процессоров Celeron с урезанной кэш-памятью второго уровня. “Трёхмерная революция”: на рынке появляется десяток новых моделей трёхмерных ускорителей, интегрированных в обычные видеокарты. В течение года прекращён выпуск видеокарт без 3D-ускорителей.

1999г. Выпуск новых процессоров Pentium III.

2000-2001г.г. Жёсткая конкурентная борьба между Intel и AMD, приведшая к созданию процессоров с ужасающей скоростью 1900 МГц. Это привело и к росту оперативной памяти, объёму жёстких дисков и видеокарт и т.д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Развитие электронной промышленности осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально через один год, сегодняшнее "чудо техники" становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных вычислительных устройств.

К тому же, каждый пользователь, эксплуатирующий персональный компьютер, знает круг задач для решения, которых он использует компьютер, следовательно, и 10 лет назад приобретенная "286-я машина" исправно работающая, удовлетворяющая запросы того или иного специалиста является незаменимым его помощником в повседневном труде.

Поэтому рассмотренная выше тема дает наглядное представление о том, какое ведущее место в жизни общества занимают в настоящее время персональные компьютеры, сфера применения которых безгранична.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Леонтьев В.П. ПК: универсальный справочник пользователя Москва 2000.

2. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, изд.5-е С.-Перетбург, АО “Коруна” 1994.

3. Каталог “Весь компьютерный мир” декабрь 1995.

4.Прейскурант “ТелеКом Ростов” Ростов на Дону, сентябрь 2001.

5. Журнал “Домашний компьютер” август 2001г.