Зенкина о. Н., Ходакова н. П., Голикова н. Н


Рис. 10. Дисковод IOMEGA Jaz для диска емкостью 1Гбайт



страница4/7
Дата01.12.2017
Размер1.37 Mb.
ТипРеферат
1   2   3   4   5   6   7

Рис. 10. Дисковод IOMEGA Jaz для диска емкостью 1Гбайт

Рис. 11. Диск IOMEGA Jaz емкостью 1Гбайт







Рис. 12. Внутренний SCSI магнитооптический дисковод
от фирмы Sharp (фото сверху)



Рис. 13. Внешний SCSI магнитооптический дисковод Fujitsu и диски к нему (фото слева).


Магнитное кодирование

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами.
Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

Накопители на компакт-дисках CD-ROM

Здесь носителем информации является CD-ROM (англ.: Compact Disk Read Only Memory) – компакт-диск из которого можно только читать.



СD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск, диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей мм.

Информация на диске представляется в виде последовательности впадин (углублений в диске) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска), расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи диска.

На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки. Для сравнения – на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек.

Емкость CD достигает 780 Мбайт.

Информация, которая наносится на диск при его изготовлении
не может быть изменена. Информация наносится горячей матрицей, как при изготовлении грампластинок.

СD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью, что позволяет создавать на их основе справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD
по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Считывание информации с CD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметно меньшей, чем скорость накопителей на жестком диске. СD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами и с них невозможно случайно стереть информацию.

Для работы с СD-ROM к компьютеру необходимо подключить накопитель (или дисковод) СD-ROM, преобразующий последовательность углублений и выступов на поверхности СD-ROM в последовательность двоичных сигналов.

В настоящее время практически все персональные компьютеры имеют дисковод СD-ROM. Но многие мультимедийные интерактивные программы слишком велики. И тогда на смену технологии СD-ROM пришла технология цифровых видеодисков DVD.

Принцип изготовления которых тот же, что и у СD-ROM, отличаются они только большим объемом памяти.

Эти диски имеют тот же размер, что и обычные СD, но вмещают
до 17 Гбайт данных, т.е. по объёму заменяют 20 стандартных дисков
СD-ROM.

Накопители записывающие СD-R и СD-RW

Записывающий накопитель СD-R способен наряду с прочтением обычных компакт-дисков записывать информацию на специальные оптические диски стандартной ёмкостью 702 Мбайт (около 80 м. ауд.) [5].



В дисках СD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуются участки, аналогичные впадинам. Лазерный луч движется вдоль нанесенной при изготовлении спиральной дорожки.

Н
Рис. 15. CD-RW



Рис. 14. Послойное изображение CD-ROM: A) поликарбонатная основа с впадинами и выступами; B) отражающий слой; С) слой защитного лака; D) внешняя напечатанная картинка, украшающая диск; E) пучок лазерных лучей, считывающих информацию с диска, посредством отражения лучей обратно, и прочитывания её посредством плеера.
акопители СD-R благодаря своей дешевизне очень популярны, и широко распространены.

Накопители CD-RW (англ.: Compact Disk-ReWriteble) - перезаписываемый компакт-диск) – разновидность компакт-диска (CD), разработанный в 1997 году


для многократной записи информации и является дальнейшим логическим развитием записываемого лазерного компакт-диска CD-R [5].

В 1980-е годы использовался также накопитель на магнитооптических дисках CDO (англ.: Compact Disc Magneto Optical), сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей [5] (см. рис. 16 – 19). Диски СD-MO можно было многократно использовать для записи. Емкость их составляла от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт (см. рис. 19).

Данные носители отличались:

1) высоким энергопотреблением, необходимым для разогрева поверхности (для разогрева поверхности требуются лазеры значительной мощности, а следовательно и высокого энергопотребления), что затрудняло использование пишущих МО приводов в мобильных устройствах;

2) высокой ценой как самих дисков, так и накопителей;

3) так и не было создано единого стандарта на устройства и носители,


как в случае с дисководом 3½″ HD, что в целом обусловило практическую невозможность повсеместного применения [5].



Рис. 17. 90 мм,
230 Мбайт, магнитооптический диск.


Рис. 16. Поверхность магнитооптического диска.







Рис. 18. 90 мм,
640 Мбайт, магнитооптический диск.

Рис. 19. 130 мм, 2,6 Гбайт, магнитооптический диск


Флеш-диски

Это современные устройства для хранения данных на основе


энерго-независимой флеш-памяти (см. рис. 20 и 21). Устройство имеет минимальные размеры и допускает «горячее» подключение в разъем USB, после чего распознается как жесткий диск, причем установка драйвера не требуется. Объем флеш-дисков может составлять от 2 Гбайт до 32 Гбайт.




Рис. 21. Флеш диск Corsair 32Gb USB 2.0 Flash Voyager MINI CMFUSBMINI-32GB



Рис. 20. Внешний вид выпускаемых производителями флеш-дисков сильно варьируется.




    1. Устройства ввода-вывода (клавиатура: функциональные
      и управляющие клавиши, малая цифровая клавиатура). Видеосистема (монитор, видеоадаптер, программное обеспечение). LCD-мониторы. Сенсорные экраны. Принтеры (струйные и лазерные). Плоттеры и сканеры.
      Модем и факс-модем. Манипуляторы (мышь, джойстик)


Компьютер обменивается информацией с внешним миром
с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать в соответствии с заданной программой, запоминать, а также вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических


сигналов по сети.

Клавиатура

Самым известным устройством ввода информации является клавиатура (keyboard) – это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера.

Клавиатура – служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши – управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Курсор – светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый
с клавиатуры знак.

Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора.

Наиболее распространена сегодня 101-клавишная клавиатура
с раскладкой клавиш QWERTY (читается «кверти»), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры.

Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края.

Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1, для выхода из программы – клавиша F10.

Управляющие клавиши имеют следующее назначение:

Enter – клавиша ввода;

Esc(Escape – выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы и т.д.;

Ctrl и Alt – самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с управляющими клавишами изменяют их действие;

Shift (регистр) – обеспечивает смену регистра клавиш (верхний
на нижний) и наоборот;

Insert (вставлять) – переключает режимы вставки (новые символы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);

Delete (удалять) – удаляет символ с позиции курсора;

BackSpace или – удаляет символ перед курсором;

Home и End – обеспечивает перемещение курсора в первую
и последнюю позицию строки соответственно;

Page Up и Page Down – обеспечивают перемещение по тексту на дну страницу (экран) назад и вперед;

Tab – клавиша табуляции обеспечивает перемещение курсора сразу на несколько позиций, до очередной позиции табуляции;

Caps Lock – фиксирует верхний регистр, обеспечивая ввод прописных букв вместо строчных;

Print Screen – обеспечивает печать информации видимой, в текущий момент на экране;

Длинная нижняя клавиша – предназначена для ввода пробелов;

Клавиши ↑ ↓ ← и – служат для перемещения курсора вверх, вниз, влево и вправо на 1 позицию или строку.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах – ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей NumLock.
Видеосистема

Видеосистема используется для отображения вводимой и выводимой информации и состоит из трех компонент:


  1. Монитор (он же дисплей)

  2. Видеоадаптер (видеокарта или графическая карта)

  3. Программное обеспечение (драйверы видеосистемы).

Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой разверток.
Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы.
Программные средства обрабатывают видеоизображения – выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и т.п.

Монитор – устройство визуального отображения информации
(в виде текста, таблиц, рисунков, фотографий и т.д.

Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации.

Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL – элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз.

Не так давно подавляющее большинство мониторов были сконструированы на базе ЭЛТ (электронно-лучевой трубки) и принцип действия их был такой же, как принцип действия телевизора. Мониторы бывают разных типов: EGA, VGA, SuperVGA, LCD. Бывают монохромные


и цветного изображения. Современные, как правило, цветные.

Не менее важным признаком изображения является количество цветов, обеспечиваемое видеокартой. Его можно менять программно


(в пределах возможностей видеокарты) выбирая режим цветного изображения:

– чёрно-белое или битовое (0 – белый цвет, 1 – чёрный цвет);

– 16 цветов (4 бита информации в пикселе, 24);

– 256 цветов (8 бит информации в пикселе, 28);

high color (16 бит информации в пикселе, 65 536 цветов);

true color (32 бита информации в пикселе, 16 777 216 цветов).

Количество различных цветов К и количество битов для их кодирования b связаны формулой: К=2b.

Так же, как в телевизоре, в мониторе компьютера цветное изображение строится при помощи трёх основных цветов. RGB (аббревиатура английских слов Red, Green, Blue – красный, зелёный, синий) – цветовая модель, описывающая способ синтеза цвета.

Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза.

При смешении основных цветов — например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M – magenta), при смешении зеленого (G)


и красного (R) – жёлтый (Y – yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) — голубой (С – cyan). При смешении всех трёх цветовых компонентов мы получаем белый цвет (W – wight).

LCD – жидкокристаллические мониторы или ЖК мониторы – плоские.

Жидкие кристаллы – это особое состояние некоторых органических веществ, в которых они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введенные в ЖК – раствор вещества, способные излучать свет под воздействием электрического поля, можно создать высококачественные изображения, передающие более
15 млн. цветовых оттенков.

Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется.


Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей
в нужную цветовую палитру. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения.

Современные ЖК-мониторы имеют разрешение 642×480, 1280×1024 или 1024×768 пикселов. Таким образом, экран имеет от 1 до 5 млн. строк.

По компактности такие мониторы не знают себе равных.
Они занимают в 2-3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче. Потребляют гораздо меньше электроэнергии и не излучают в большом количестве электромагнитных волн, оказывающих вредно воздействие на здоровье человека.

Одна из новинок японской фирмы Sharp – ЖК-технология, позволяющая получить сверхчёткую картинку на экране за счёт использования не трёх, а пяти базовых цветов. К традиционным были добавлены голубой и жёлтый (RGB + CY). По словам инженеров компании, такая модель позволяет добиться более глубоких цветов и более естественной передачи картинки, снижения мощности излучения


и потребления электроэнергии.

В зависимости от разрешения экрана и количества установленных цветов для преобразования изображений в двоичный код требуется некоторый объём памяти. Например, для сетки 800х600


и цветности high color требуется:

800х600х16 бит = 480000х2 байт - около 1 мегабайта. Это – видеопамять. Её предоставляет видеоадаптер в дополнение к имеющейся внутренней памяти ПК. Из неё цифровое изображение считывается процессором с частотой не реже 50 раз в секунду (50 Гц) и отображается на экране. Таким образом, от возможностей видеоадаптера и монитора


во многом зависит построение изображения на экране и его качество.

Разновидность монитора – сенсорный экран. Здесь общение


с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем
к определенному месту чувствительного экрана. Этим выбирается необходимый режим из меню, показанного на экране монитора.

Меню – это выведенный на экран монитора список различных вариантов работы компьютера, по которому можно сделать конкретный выбор.

Сенсорными экранами оборудуют рабочие места операторов


и диспетчеров, их используют в информационно-справочных системах.

Принтеры и печатающие устройства

Для получения копий изображения на бумаге применяют принтеры.



Принтер – печатающее устройство. Осуществляет вывод
из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста и графики.

Существует три основных вида принтеров:

– матричные;

– струйные;

– лазерные.

Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые «бьют» по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остается отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки
в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения.

Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.

Недостатками этих недорогих принтеров является шумная
и медленная работа, а также невысокое качество печати.
Сейчас эти принтеры практически не используются.

Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки. Иначе говоря, струйные принтеры – генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые
на страницу выбрызгиваются быстро сохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги.

Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов – ярко-голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), желтый (Yellow) и черный (Black).



Лазерный принтер также относится к безударным принтерам, работают примерно также как ксерокс, формируя постраничное изображение. Компьютер формирует в своей памяти «образ» страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется
с помощью лазерного луча на вращающийся барабан
со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства
в зависимости от освещенности.

После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок – тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана.

Принтер, с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер наносится на бумагу и «вплавляется» в неё, оставляя стойкое высококачественное изображение.

Плоттеры и сканеры

Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит сложные конструкторские чертежи, архитектурные планы, географические карты, деловые схемы под управлением компьютера.

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах.

Плоттеры рисуют изображение с помощью пера.

Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные плоттеры – перемещают перо через всю поверхность горизонтально вдоль лежащей бумаги в продольном и поперечном направлениях.

Планшетные плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами.


В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

Сканер – устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа
и помещает его в память компьютера.

Если принтеры выводят информацию из компьютера, то сканеры наоборот, переносят информацию с бумажных носителей память компьютера.

Существуют ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой и планшетные сканеры, по внешнему виду напоминающие копировальные машины.

В планшетный сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде.


Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света
от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается
на контроллер сканера в системный блок.

Если при помощи сканера вводится текст, то компьютер воспринимает его как картинку, а не как последовательность символов. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания образов (например, Fine Reader).



Модем и факс-модем

Модем – устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи – непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона – этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда и название устройства: модеммодулятор/демодулятор. Ниже приведена схема реализации модемной связи [http://nmr-esr.kubsu.ru/inf/2/2a.htm]:




Рис. 22. Схема реализации модемной связи.
Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные
с согласованными скоростью (бит в сек.) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой ряд и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.

Модемы бывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства и внутренние, представляющие собой электронную плату, устанавливаемую внутри компьютера. Почти все модемы поддерживают


и функции факсов.

Факс – это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети.

Название «факс» произошло от лат. cлова fac simileсделай подобное, означающее точное воспроизведение графического оригинала (подписи, документа и т.д.) средствами печати.



Модем, который может получать и передавать данные как факс называется: факс-модем.

Манипуляторы (мышь, джойстик и др.)

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера.


Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.

Манипуляторы – это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

1) Мышь – имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Передвигая мышь по коврику на столе, мы одновременно управляем передвижением курсора на экране; нажатие на клавишу мыши вводит координаты курсора в работающую программу.

Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок –адаптер. Бывают трехклавишные и двухклавишные мыши.
Клавиши позволяют задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню. Чаще всего (но в зависимости от настройки меню) основной является левая клавиша, с помощью её вы управляете компьютером.

Дополнительной является правая клавиша, её нажатие вызывает динамическое меню работы с объектом: своеобразной подсказки


по возможным операциям.

Кроме механической мыши бывают также оптические, их работа основана на излучении светодиодами красного и инфракрасного цветов и принятием фотодетекторами отраженного света.

2) Трекбол по функциям близок мыши. Трекбол удобен тем, что его
не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть
в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.

3) Джойстик – обычно это стержень-ручка, отклонение которой


от вертикального положения приводит к передвижению курсора
в соответствующем направлении по экрану монитора. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране. Часто применяется
в компьютерных играх.

В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления.


В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

  1. Дигитайзер – устройство для преобразования готовых изображений
    в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель – планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент – перо, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера
    по планшету пользователь рисует изображение, которое выводится
    на экран. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках, которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения. Используется при работе с компьютерной графикой.




    1. Общая структура персонального компьютера.
      Принцип открытой архитектуры


Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя.

Микрокомпьютеры – это компьютеры, в которых центральный процессор выполнен в виде микропроцессора.

Микрокомпьютеры представляют собой инструменты для решения разнообразных, сложных задач. Их микропроцессоры с каждым годом увеличивают мощность, а периферийные устройства – эффективность. Быстродействие порядка от 1 млн. до млрд./операций в секунду.

Существует специальная величина: Терафлопс (TFLOPS), используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. 1 терафлопс = 1 триллион операций в секунду = 1000 миллиардов операций в секунду. Обычно имеются в виду операции над плавающими числами размера 64 бита
в формате IEEE 754.

TFLOPS = 1012 FLOPS = 103 GFLOPS

Чтобы найти R - пиковую производительность ЭВМ, нужно тактовую частоту F, МГц, умножить на число процессоров (процессорных ядер) n, умножить на количество инструкций с плавающей запятой на такт (4 для процессоров Core2 — 2 операции Float Multiple Add) и поделить


на 1000000: F × n × 4 × 106 = R. Так, например, пиковая производительность компьютера на базе двухъядерного процессора AMD Phenom 9500 sAM2+ с тактовой частотой 2,2 ГГц равна:
2200 МГц × 2 ядра × 4×106 = 17,6 млрд. операций в секунду = 0,0176 терафлопс. Для четырёхъядерного процессора Core 2 Quad Q6600: 2400 МГц × 4 ядра × 4 × 106 = 38,4 млрд. операций в секунду = 0,0384 терафлопс.

Для Intel Pentium 4: 3000 × 1 × 2 × 10-6 = 6 млрд. операций в секунду = 0,006 терафлопс. Сколько компьютер выполняет операций в секунду если его частота 3,6 гигагерц ? 3600000000 (3,6 млрд.) операций двоичного сложения в секунду. (см. [5], а также http://otvety.google.ru/otvety/thread?tid=471566b16b9f26a1]

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры.

Принцип открытой архитектуры заключается в следующем:

1) регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними, или иначе говоря, фактический набор компонентов ЭВМ, которые составляют компьютер). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных разными фирмами-производителями.

2) компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины
в соответствии со своими предпочтениями.

В современных ЭВМ реализован принцип открытой архитектуры, позволяющий пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости её модернизацию.

Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонент (см. рис. 23):

1


) системного блока;

2) монитора;

3) клавиатуры;

4) манипуляторов (мышь, джойстик и т.д.)





Рис. 23. Основные технические устройства компьютера [3].
Конструктивно персональные компьютеры выполнены в виде центрального системного блока, к которому через специальные разъемы присоединяются другие устройства. В состав системного блока входят все основные узлы компьютера.

Системный блок содержит в себе:

1) блок питания;

2) накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер);

3) накопители CD-ROM, CD-RW или DVD-ROM, DVD-RW;

4) системную (материнскую плату)

5) платы расширения и др. (видео-карта, аудио-карта, сетевая карта могут быть интегрированы в материнскую плату)

Поясним: системный блок содержит в себе средства обработки информации (процессор), хранения информации (оперативная память, винчестер) и частично ввода-вывода информации (дисководы).

Архитектура современных персональных компьютеров основана


на магистрально-модульном принципе.

Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить


при необходимости ее модернизацию.

Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина выполняется в виде печатного мостика на материнской плате.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. 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.

Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры).

Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована
для решения задач. Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических символов, частота которых задает тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины.

Внешние устройства компьютера обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления


и другими компьютерами.

Порты:

COM – последовательные порты для передачи небольших объемов информации на большие расстояния;

LTP – параллельные порты для передачи больших объемов информации на небольшие расстояния;

USB – последовательные универсальные порты.

Информационная связь между устройствами компьютера осуществляется через системную шину (другое название – системная магистраль).

Системная шина характеризуется тактовой частотой и разрядностью. Количество одновременно передаваемых по шине бит называется разрядностью шины. Тактовая частота характеризует число элементарных операций по передаче данных в 1 секунду. Разрядность шины измеряется
в битах, тактовая частота – в мегагерцах.

Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали на физическом уровне осуществляется через специальный блок – контроллер (другие названия – адаптер, плата, карта). Для установки контроллеров на материнской плате имеются специальные разъёмы – слоты.

Программное управление работой периферийного устройства производится через программу – драйвер, которая является компонентой операционной системы. Так как существует огромное количество разнообразных устройств, которые могут быть установлены в компьютер, то обычно к каждому устройству поставляется драйвер, взаимодействующий непосредственно с этим устройством.

Связь компьютера с внешними устройствами осуществляется через порты – специальные разъёмы на задней панели компьютера. Различают последовательные и параллельные порты.



Главное в компьютере – материнская или системная плата,
на которой размещены компоненты, определяющие архитектуру компьютера:

1) центральный процессор;

2) постоянная (ROM) и оперативная (RAM) память, кэш-память;

3) разъемы (слоты) для подключения дополнительных устройств;

4) обязательные системные средства ввода-вывода и др.

Поясним: на материнской плате размещены блоки, позволяющие обрабатывать информацию (процессор), частично хранить информацию (RAM память), постоянно хранить информацию (ROM память).

Схемы, управляющие всеми остальными устройствами компьютера – монитором, дисками и др. реализованы на отдельных платах, которые вставляются в специальные разъёмы (слоты).

Отдельно в корпусе внутрисистемного блока имеется винчестер (жесткий диск) для долговременного хранения информации (поэтому снаружи никакая из его частей не видна). Если снять крышку с герметично запаянного дисковода жесткого диска, то можно увидеть сам диск
и считывающую головку дисковода.

Ко всем электронным схемам подводится электрическое питание


из единого блока питания, а для удобства и надежности всё это заключается в единый корпус.

Корпус системного блока бывает двух видов [3]:

1) tower (англ.: башня), вертикальное расположение;

2) desk-top (горизонтальное расположение).



Р

ис. 24. Виды системных блоков.




Каталог: upload -> 2014
2014 -> Методические указания к выполнению письменной экзаменационной работы студентов по профессиональному модулю
2014 -> Методическая разработка для тренеров-преподавателей мбоудод сдюсшор №2 «Красные Крылья», «Средства восстановления в спорте»
2014 -> Краевое государственное бюджетное
2014 -> Учебно – методический комплекс профессионального обучения (подготовки) по профессии 14700 Монтировщик шин
2014 -> Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению подготовки 05. 04. 06 Экология и природопользование
2014 -> Диагностика и лечение клапанных пороков сердца
2014 -> Витамины как средство восстановления и повышение работоспособности юных баскетболистов
2014 -> Сборник лекций по дисциплине «История» для специальности: 31. 02. 02 Акушерское дело


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница