Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ. Устройство персонального компьютера.

Содержание:

Введение

Общеизвестно, что основой современного общества является полная, достоверная и своевременно полученная информация. Не зря, еще в XIX веке династия Ротшильдов увековечила за собой фразу, которую мы слышим и по сей день: «Кто владеет информацией, тот владеет миром».

Под информацией понимаются любые сведения, которые дают представление о той или иной стороне материального мира, а также процессах, происходящих в нем.

Согласно данным ЮНЕСКО на сегодняшний день более 50% работающего населения стран занято в процессе производства и распространения тем или иным образом различной информации.

На сегодняшний день наиболее часто при работе с информацией используют персональный компьютер.

Несмотря на то, что данное устройство появилось уже много времени назад, не все сегодня знают его устройство. Знание устройства персонального компьютера во многом может помочь в работе; в ремонте некоторых неисправностей своими силами, без обращений к специалистам; позволит стать более грамотным в компьютерной сфере в современном информационном обществе. В связи с этим становится актуальным рассмотрение темы: «Устройство персонального компьютера».

Объектом курсовой работы является персональный компьютер.

Предметом исследования является составляющие персонального компьютера.

Целью данной работы ставится рассмотреть устройство персонального компьютера.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– рассмотреть базовую конфигурацию персонального компьютера;

– рассмотреть внутренние устройства системного блока;

– рассмотреть системы, которые расположены на материнской плате;

– рассмотреть периферийные устройства компьютера.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Основное внимание в данной работе уделялось следующим литературным источникам:

  1. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 848 с.: ил.
  2. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – 470 с.
  3. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М.: КНОРУС, 2016. – 258 с. – (Конспект лекций).
  4. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – 640 с.: ил.
  5. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – 720 с.: ил.
  6. Трофимов В. В. Информатика в 2 т. Том 1: учебник для академического бакалавриата / В. В. Трофимов, М. И. Барабанова; ответственный редактор В. В. Трофимов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 553 с. – (Бакалавр. Академический курс).
  7. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – 184 с.: ил.

Приведенная литература является надежными источниками информации в связи с тем, что она утверждена для использования в ВУЗах.

В данной работе эта литература послужила основным источником сведений по теме работы, так как содержит наиболее полное описание информации по теме исследования, материал авторами подается конкретно по теме.

1 Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой[1].

В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться[2]. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства системный блок, монитор, клавиатура, мышь (рисунок 1).

Рисунок 1 – Базовая конфигурация компьютерной системы

1.1 Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты[3]. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, – внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными[4].

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам: полноразмерный (big tower), среднеразмерный (midi tower) и малоразмерный (mini tower). Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim)[5].

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. Прежним стандартом корпуса персональных компьютеров был форм-фактор AT, в настоящее время в основном используются корпуса форм-фактора ATX[6]. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

На рисунке 2 представлено устройство системного блока.

http://csaa.ru/wp-content/uploads/2018/01/vnutrennee-ustrojstvo-sistemnogo-bloka_22.jpg

Рисунок 2 – Устройство системного блока

В разделах 2-4 будут рассмотрены устройства, расположенные внутри системного блока и подключаемые к нему.

1.2 Монитор

Монитор – устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода[7]. Его основными потребительскими параметрами являются: тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Сейчас наиболее распространены плоские жидкокристаллические мониторы (ЖК). Они пришли на смену мониторам, основанным на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ)[8].

Размер монитора измеряется между противоположными углами видимой части экрана по диагонали. Единица измерения – дюймы. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; 19"; 20"; 21". В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 21 (ЖК) и 19 дюймов (ЭЛТ).

Изображение на экране ЭЛТ-монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе[9]. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку и изображение было четким, перед люминофором ставят маску – панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями.

На экране жидкокристаллического монитора изображение образуется в результате прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного напряжения[10]. Элементарная триада состоит из трех ячеек зеленого, красного и синего цвета и соответствует одному пикселу экрана. Размер монитора по диагонали и разрешение экрана однозначно определяют размер такой триады и тем самым зернистость изображения.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров).

Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. В настоящее время общепризнанными считаются следующие международные стандарты: MPR-II, TCO-92, TCO-95, TCO-99, TCO-03, TCO-06 (приведены в хронологическом порядке).

1.3 Клавиатура

Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя[11]. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик[12].

Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения[13].

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем.

1. При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, генерирует и выдает так называемый скан-код[14].

2. Скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры. (Порты – специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами.) Порт клавиатуры – это довольно простое устройство, интегрированное в одну из микросхем материнской платы.

3. Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания – 9 (Interrupt 9, Int 9).

4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний[15]. Вектор прерываний – это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи.

5. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания «зашита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить» вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний [16].

6. Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.

7. Далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор.

8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.

9. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, возможен эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается[17]. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных[18].

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам:

– группа алфавитно-цифровых клавиш;

– группа клавиш управления курсором;

– группа функциональных клавиш;

– группа клавиш дополнительной панели (рисунок 3)[19].

Рисунок 3 – Группы клавиш стандартной клавиатуры

Виды клавиатур по типу соединения:

1. Беспроводные клавиатуры.

Для подключения беспроводных клавиатур используется три основных вида соединения:

– Клавиатуры, использующие инфракрасное соединение, должны находиться в радиусе действия устройства, которое принимает сигнал[20].

– Клавиатуры с радиочастотным соединением питаются от аккумулятора или через кабель USB, используемый для ее подзарядки. Имеют больший радиус действия от клавиатур с инфракрасным соединением, обеспечивают большую мобильность, чем клавиатуры с соединением Bluetooth и с инфракрасным соединением[21].

– Клавиатуры, использующие соединение Bluetooth, имеют больший радиус действия, чем у клавиатур с радиочастотным и инфракрасным соединением.

2. Проводные клавиатуры.

Существует две разновидности проводного соединения клавиатуры с ПК: клавиатуры с соединением PS/2 являются наиболее распространенными из-за своей дешевизны; клавиатуры с соединением USB используют для подсоединения к ЦП универсальную последовательно проводную шину[22].

Существуют другие разновидности клавиатур по типу соединения, которые отличаются высокой ценой и для их установки требуется дорогое программное обеспечение.

1.4 Мышь

Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя  мыши) на экране монитора.

Мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта[23]. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера не содержат программных средств для обработки прерываний мыши. В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы — драйвера  мыши[24]. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS [11].

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок.

В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации — ее принцип управления является событийным[25]. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Различают следующие виды компьютерных мышей.

Механические (шариковые) мыши сейчас редко используются. Они характеризуются размером и наличием тяжёлого резинного шарика, который нужно двигать по коврику для улучшения позиционирования.

В оптических мышах используется светодиод и сенсор, которые улучшают позиционирование и уменьшают размер устройства. Манипуляторы сканируют поверхность, по которой перемещаются, и делают несколько тысяч снимков в секунду, которые обрабатывает микропроцессор мыши и отправляет информацию на ПК[26].

Лазерная компьютерная мышь использует лазер, что позволяет значительно увеличить ее точность и снизить энергопотребление. Кроме того работает практически на любой поверхности (стекло, ковер и пр.)

Трекбол напоминает мышку «наоборот», т.е. само устройство остается неподвижным, а управление перемещением курсора осуществляется вращением шарика, который находится в верхней части трекбола[27]. При этом такое управление позволяет более точно позиционировать курсор. Применяются трекболы в основном при работе с графическими пакетами, пакетами для автоматизированного проектирования и т.п.

Индукционные мыши используют индукционную энергию и для их работы нужен специальный коврик, который работает как графический планшет[28]. Такие мыши имеют хорошую точность, но очень не практичные и дорогие.

Гироскопические мыши относят к новому поколению устройств, которые распознают движение в плоскости и пространстве, т.е. их можно использовать вне стола.

Выводы по 1 главе. Таким образом, в данной главе были рассмотрены основные составляющие персонального компьютера: системный блок, монитор, клавиатура и мышь. Работа на персональном компьютере без них затруднительна, а без монитора и системного блока и вовсе не возможна.

2 Внутренние устройства системного блока

2.1 Материнская плата

Материнская плата – основная плата персонального компьютера. 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[29];

– 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 для подключения дополнительных устройств (слоты)[30].

2.2 Жесткий диск

Жесткий диск – основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью[31].

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90-250 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск[32].

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.

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 [6]. В настоящее время функции контроллеров дисков частично интегрированы в сам жесткий диск, а частично выполняются микросхемами, входящими в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему могут поставляться на отдельной плате[33].

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время большинство производителей жестких дисков используют изобретенную компанией IBM технологию с использованием гигантского магниторезистивного эффекта[34]. В настоящее время на пластину может приходиться 500 и более гигабайт, но развитие продолжается. С другой стороны, производительность жестких дисков меньше зависит от технологии их изготовления. Сегодня все жесткие диски имеют очень высокий показатель скорости внутренней передачи данных (до 40–100 Мбайт/с), и потому их производительность в первую очередь зависит от характеристик интерфейса, с помощью которого они связаны с материнской платой.

Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для дисков, вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время доступа составляет 9-10 мкс, для дисков с частотой 7200 об/мин – 7-8 мкс. Изделия более высокого уровня обеспечивают среднее время доступа к данным 4-6 мкс.

2.3 Дисковод гибких дисков

Информация на жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется ее перенос с одного компьютера на другой. Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам и толчкам[35]. Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают, но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой аккуратности и определенной квалификации.

Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель – дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока[36]. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе[37]. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с 1980 года. Односторонний диск обычной плотности имел емкость 180 Кбайт, двусторонний – 360 Кбайт, а двусторонний двойной плотности – 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски высокой плотности размером 3,5 дюйма. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и маркируются буквами HD (high density – высокая плотность).

С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается шпинделем дисковода и приводится во вращение. Магнитная поверхность прикрыта сдвигающейся шторкой для защиты от влаги, грязи и пыли. Если на гибком диске записаны ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие[38]. Для разрешения записи задвижку перемещают в обратную сторону и перекрывают отверстие. В некоторых случаях для безусловной защиты информации на диске задвижку выламывают физически, но и в этом случае разрешить запись на диск можно, если, например, заклеить образовавшееся отверстие тонкой полоской липкой ленты[39].

В новых компьютерах происходит постепенный отказ и от этого типа носителей, которые вытесняются записывающими дисководами CD-RW.

2.4 Дисководы оптических дисков

В период 1994–1995 годов в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры[40]. Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска[41]. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных[42].

2.5 Видеокарта (видеоадаптер)

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера[43].

С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с увеличением разрешения экрана области видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлением изображения[44]. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший название видеоадаптер. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти [13].

Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и соответственно тем меньше видимый размер элементов изображения. Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана[45].

Видеоускорение – одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем – преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускорители обычно входят в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения)[46].

2.6 Звуковая карта

Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она устанавливается в один из разъемов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки[47]. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования[48].

Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму, и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания.

Выводы по 2 главе. Таким образом, в данной главе были рассмотрены внутренние устройства системного блока. В системном блоке располагаются: материнская плата, жесткий диск, дисководы для гибких дисков и для оптических дисков, видеокарта и звуковая карта. Наличие данных компонент позволяет работать персональному компьютеру, выполняя заданные ему функции в полном объеме.

3 Системы, расположенные на материнской плате

3.1 Оперативная память

Оперативная память (RAM – Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.

Оперативная память – основное запоминающее устройство, обеспечивающее хранение и доступ к информации (данные и команды), непосредственно обрабатываемой процессором[49]. Для того чтобы процессор могу выполнить некоторую программу, она должна быть предварительно загружена в оперативную память (хотя бы частично).

Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM)[50].

Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микро конденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти [2]. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно[51]. Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти. Регенерация осуществляется несколько десятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.

Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы — триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.

Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате[52]. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно выполнять своими руками. Если удобного доступа нет, может потребоваться неполная разборка узлов системного блока, и в таких случаях операцию поручают специалистам[53].

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и скорость передачи данных. Сегодня наиболее распространены модули объемом 128-512 Мбайт. Скорость передачи данных определяет максимальную пропускную способность памяти (в Мбайт/с или Гбайт/с) в оптимальном режиме доступа. При этом учитывается время доступа к памяти, ширина шины и дополнительные возможности, такие как передача нескольких сигналов за один такт работы. Одинаковые по объему модули могут иметь разные скоростные характеристики[54].

Иногда в качестве определяющей характеристики памяти используют время доступа. Оно измеряется в миллиардных долях секунды. Для современных модулей памяти это значение может составлять 5 нс, а для особо быстрой памяти, используемой в основном в видеокартах, – снижаться до 2-3 нс.

3.2 Процессор

Процессор – основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах[55]. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ[56].

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами[57]. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.

Адресная шина – часть системной шины, предназначенная для передачи адресных данных и представляющая собой электронный проводник или группу проводников, число которых, как правило, равно максимально допустимому числу разрядов адреса.

Шина данных – часть системной шины, предназначенная для передачи данных между компонентами ЭВМ.

Шина управления – часть системной шины, предназначенная для передачи сигналов управления.

В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных — как адресные данные, а часть — как команды. Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора[58]. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемые [4].

Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора[59]. Так, например, система команд процессоров семейства Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд — CISC-процессорами (CISC — Complex Instruction Set Computing).

В противоположность C/SC-процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC — Reduced Instruction Set Computing)[60]. При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше и каждая из них выполняется намного быстрее. Таким образом, программы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее. Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью прос­тейших команд сокращенного набора[61].

В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:

CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;

RISC-процессоры используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций[62].

Персональные компьютеры платформы IBM PC ориентированы на использование CISC-процессоров.

Совместимость процессоров. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим процессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовместимы или ограниченно совместимы на программном уровне[63].

Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры Intel Pentium относятся к так называемому семейству х86[64]. Родоначальником этого семейства был 16-разряд­ный процессор Intel 8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM PC. Впоследствии выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, несколько моделей Intel Pentium] несколько моделей Intel Pentium MMX, модели Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, IntelXeon, Intel Pentium III, Intel Pentium 4 и другие. Все эти модели, и не только они, а также многие модели процессоров компании AMD и некоторых других производителей относятся к семейству х86 обладают совместимостью по принципу «сверху вниз».

Принцип совместимости «сверху вниз» — это пример неполной совместимости когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников но не наоборот[65]. Это естественно, поскольку двадцать лет назад разработчики процессоров не могли предусмотреть систему команд, нужную для современных про грамм. Благодаря такой совместимости на современном компьютере можно выполнять любые программы, созданные в последние десятилетия для любого и предшествующих компьютеров, принадлежащего той же аппаратной платформе

Основные параметры процессоров[66]. Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов[67]. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты[68]. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сего дня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 3 миллиарда тактов в секунду (3 ГГц).

3.3 Микросхема ПЗУ и система BIOS

В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего — ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения. Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес[69]. Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково). Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен[70]. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» – их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

3.4 Шинные интерфейсы материнской платы

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера[71].

ISA. Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industry Standard Architecture). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты)[72].

EISA. Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами ISA/EISA и устройств, подключаемых к ним, практически прекращен.

VLB. Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus)[73]. Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при внедрении процессоров третьего и четвертого поколений (Intel 80386 и Intel 80486) частоты основной шины (в качестве основной использовалась шина IS A/EISA ) стало недостаточно для обмена между процессором и оперативной памятью. Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины[74].

Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине[75].

PCI. Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect – стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах во времена процессора 80486 и первых версий Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств[76]. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи -мосты PCI (PCI Bridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета)[77].

Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства.

FSB. Шина PC/, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в этом качестве[78]. Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro, используется специальная шина, получившая название Front Side Bus (FSB). Эта шина работает на частоте 100-200 МГц[79]. Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров — именно он и указывается в спецификации материнской платы. Современные типы памяти (DDR SDRAM, RDRAM) способны передавать несколько сигналов за один такт шины FSB, что повышает скорость обмена данными с оперативной памятью [80].

AGP. Видеоадаптер – устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении локальной шины PCI видеоадаптер всегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину. Когда параметры шины PCI перестали соответствовать требованиям видео­адаптеров, для них была разработана отдельная шина, получившая название AGP (Advanced Graphic Port — усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PC/(33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность за счет передачи нескольких сигналов за один такт.

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association – стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров). Этот стандарт определяет интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных персональных компьютерах[81].

USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная магистраль). Это одно из последних нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием [7]. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему)[82]. Производительность шины USB относительно невелика, но вполне достаточна для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик, принтер и т. п.[83].

PCI-E (Peripheral Component Interconnect-Express – стандарт подключения внешних компонентов ) – появился совершенно недавно, его основная роль заменить AGP как уже не справляющуюся с потоком видео данных. скорость передачи превышает 2100 Мбайт/с

Выводы по 3 главе. Таким образом, в данной главе были рассмотрены компоненты компьютера, расположенные на материнской плате: оперативная память, процессор, микросхема ПЗУ, система BIOS, шинные интерфейсы. Данные устройства отвечают в большей степени за качество работу компьютера, его скорость. Чем выше характеристики данных устройств, тем более качественно работает персональный компьютер.

4 Периферийные устройства компьютера

4.1 Принтер

Это периферийное устройство предназначено для вывода на печать различной текстовой и графической информации: фотографий, рисунков, набранных текстов, графиков, чертежей и т. п.

По возможности отображения цвета подразделяются на:

1. Цветные с возможностью печати не только цветных картинок, но и полноценных фотографий (фотопринтеры);

2. Чёрно-белые, печатающие простые тексты и графику с оттенками серого цвета, но без возможности вывода цвета.

Конструктивно, существующие на сегодняшний день печатающие устройства можно разделить на:

1. Матричные, где печатающая головка содержит «иголки» удар которых, через красящую ленту по бумаге и формирует знаки и изображение. Разрешение таких принтеров может достигать 300 точек на дюйм (dpi), а количество иголок в головке 9 и 24 штуки[84]. Недостаток – невысокая скорость печати и повышенный шум, но при этом у таких устройств самая низкая стоимость отпечатка и возможность печати через копирку.

2. Струйные, само название которых, говорит само за себя – печать осуществляется за счёт управляемой струйки чернил при помощи сопел в печатающей головке[85]. Струйные принтеры выпускаются как чёрно-белые, так и цветные, причём цветные струйные принтеры отлично подходят для печати фотографий благодаря высокому разрешению (600-900 dpi) и отличным характеристикам цветопередачи. Скорость печати достигает 10-20 страниц в минуту[86].

3. Основным недостатком таких устройств является тот факт, что, если принтером долго не пользоваться, то печатающая головка быстро приходит в негодность (забиваются сопла), причём стоимость её замены сравнима со стоимостью принтера[87].

4. Лазерные где формирование изображение на бумаге происходит методом ксерографии. Изображение переносится на бумагу при помощи лазерного луча и специального порошка, который засыпается в специальный картридж[88]. Характеризуются лазерные принтеры высоким разрешением (до 1200 dpi для чёрно-белых и до 2400 для цветных), высокой скоростью печати (до 60 страниц в минуту), достаточно низкой стоимостью отпечатка, простотой обслуживания и содержания (они не «засыхают», как струйные), возможностью цветной печати в цветных моделях этих устройств[89]. Благодаря тому, что в последнее годы стоимость этих устройств значительно снизилась, они все чаще применяются и простыми пользователями в домашних условиях.

4.2 Плоттер

Это устройство хотя практически и не распространено у домашних пользователей ПК, но оказывается весьма ценным для тех, кто постоянно работает с чертежами или рисунками больших форматов. Подобно принтеру, плоттер способен выводить на бумагу выполненные на компьютере изображения – чертежи и рисунки очень больших форматов (вплоть до формата «А0»)[90]. Такими устройствами снабжаются конструкторские и архитектурные бюро, они незаменимы при печати больших, демонстрационных диаграмм, схем и рисунков для различных презентаций.

4.3 Сканер

Как и принтер, сканер является на сегодняшний день одним из самых популярных устройств, практически у всех пользователей ПК, как офисных и производственных, так и домашних. Предназначен он для сканирования (снятия визуальной копии) любых изображений и сохранения их в цифровом виде на каком-либо носителе для хранения данных.

Большинство моделей имеют впечатляющие технические характеристики, которые определяют качество получаемых копий.

Оптическое разрешение. Одна из важнейших характеристик, напрямую отвечающая за качество получающегося при сканировании изображения. У современных моделей эта величина может достигать значения 11 000 точек на дюйм. Правда не стоит гоняться за такими параметрами и выкладывать «лишние деньги», если, например, для качественной печати на лазерном принтере потребуется лишь 100-200 dpi и 96 dpi при выводе на монитор[91].

Скорость сканирования. Также немаловажная величина, позволяющая значительно экономить время при обработке большого количества изображений.

Динамический диапазон сканера[92]. Имеет значения по логарифмической шкале от 0 до 4-х. При этом значение «0» характеризует абсолютную прозрачность, а «4» - абсолютно чёрную поверхность. Для получения качественного изображения фотографий и других плоских рисунков необходима плотность равная 2. Если же необходимо получить профессиональный результат, эта величина должна иметь значения не менее 3.2.

Оптическая плотность[93]. Величина, характеризующая возможность сканера различать градации яркости. С теоретической точки зрения 12-ти разрядный сканер способен различить больше градаций яркости, на практике же это не всегда бывает так. Можно ориентироваться на показатель профессиональных устройств, который равен 3 и выше единицам.

Глубина цвета. Это показатель, который говорит о том, сколько оттенков цветов может различить эта модель сканера. На сегодняшний день существуют устройства, имеющие этот показатель равным - 24, 30 и 36 бит/пиксель. Для сравнения, 24 бита вполне достаточно, чтобы различать 16.7 миллиона цветов. Интересный факт, человеческий глаз не в состоянии различить 24-х и 32-х битные изображения[94].

Конструктивно, все сканеры делятся на:

1. Ручные. Изображение сканируется при проведении по нему сканером.

2. Планшетные. Отлично подходят для домашнего и офисного использования при сканировании как фотографий, так и любых, других типов изображений.

3. Листопротяжные. Сканирование осуществляется при протягивании листа через специальное считывающее устройство. По параметрам схожи со сканерами планшетного типа[95].

4. Барабанные, применяются исключительно в полиграфических целях, так как обладают высокопрофессиональными параметрами и очень дороги.

4.4 МФУ – многофункциональные устройства

Сегодня данные устройства очень популярны у офисных и домашних пользователей ПК, так как это периферийное устройство представляет собой два (а в большинстве случаев) три устройства в одном – принтер, сканер и копир[96]. Конечно, это очень удобно – на столе сильно экономится место, да и стоимость такого агрегата значительно ниже суммы этих двух или трёх устройств.

4.5 Устройства звуковоспроизведения

Практически все ПК способны воспроизводить звуковые и музыкальные файлы, прослушивать музыку и смотреть видеофильмы со звуком. Как правило, на материнской плате имеются и звуковые входы для подключения внешних устройств – микрофона, магнитофона, внешнего CD и DVD проигрывателя, других звуковоспроизводящих устройств[97].

Для того чтобы в полной мере использовать данную техническую возможность необходимо для воспроизведения звука иметь либо активную акустическую систему, либо наушники. Активная акустическая система представляет собой пару акустических излучателей (колонок) со встроенным или внешним усилителем звука[98].

В основном используется акустическая система, которая состоит их двух колонок, но существуют варианты с большим числом. Колонки различаются размерами, формой и мощностью. Колонки (или акустическая система) преобразуют электрический сигнал в звуковое давление. Колонки бывают однополосными (с одним широкополосным излучателем, например, динамической головкой) и многополосными (с двумя и большим количеством головок, которые создают звуковое давление в своей частотной полосе).

Также колонки разделяют на:

– активные (имеют встроенный усилитель, регулятор громкости и тембра, нужны дополнительные источники питания);

– пассивные (малой мощности) [99].

Наушники являются устройством для персонального прослушивания звуковой информации.

По способу передачи звука наушники разделяют на:

– проводные – соединены с источником с помощью провода, могут обеспечить звук максимального качества;

– беспроводные – соединяются через беспроводной канал (bluetooth, радио- или инфракрасный). Такие устройства вывода звука мобильны, но имеют привязку к базе и ограниченный радиус действия. Обеспечивают более низкое качество звука, чем проводные.

По типу конструкции (виду) наушники делятся на:

– вставные («вкладыши») – устанавливаются в ушную раковину;

– канальные (внутриканальные, «затычки») – устанавливаются в ушной канал;

– накладные – накладываются на ухо; полноразмерные (мониторные) – охватывают все ухо[100].

По акустическому оформлению наушники разделяют на:

– наушники открытого типа – частично пропускают внешние звуки, при этом достигается более естественное звучание. Преимуществом использования является отсутствие давления на внутреннее ухо;

– наушники полуоткрытого типа – обеспечивают частичную звукоизоляцию;

– наушники закрытого типа – обеспечивают полную звукоизоляцию.

Основные технические характеристики наушников:

1. Частотная характеристика влияет на качество звука наушников. Среднее значение частоты от 18 Гц до 20000 Гц. Некоторые профессиональные наушники имеют интервал частот от 5 Гц до 60000 Гц[101]. Наиболее часто используется частота от 5 Гц до 125000 Гц.

2. Чувствительность влияет на громкость звука в наушниках. Обычно наушники обеспечивают чувствительность не менее 100 дБ, если чувствительность меньше, звук может быть слишком тихим[102].

3. Сопротивление (импеданс). Наушники делятся на низкоомные и высокоомные, причем это разделение зависит от их типа. Например, полноразмерные наушники с сопротивлением до 100 Ом считаются низкоомными, а наушники внутриканального типа с сопротивлением выше 32 Ом – высокоомные. Большинство современных наушников имеют величину сопротивления 32 Ом[103]. Наушники со значением сопротивления 16 Ом обладают повышенной излучаемой акустической мощностью. Для студийной работы используют наушники с максимальным значением сопротивления.

4. Максимальная входная мощность влияет на громкость звучания.

5. Уровень искажений в наушниках измеряется в процентах, причем, чем он меньше, тем выше качество звучания.

4.6 WEB-камера

Одно из популярных ныне периферийных устройств, предназначенное для ввода видеоданных в ПК и последующей их обработки – сохранения, передачи и т. д.

Основные параметры, определяющие качество этого устройства:

1. Разрешение. Определяется в пикселях. Чем выше разрешение устройства, тем качественнее картинка будет получаться при вводе в ПК. Неплохим разрешением может считаться размер 640х480, дорогие модели имеют значение этого показателя – 1024х960 и выше[104].

2. Чувствительность матрицы. Очень важный параметр, который характеризует возможность выдавать качественное изображение при низком уровне освещения[105]. Справедливости ради следует заметить, что даже самые дорогие модели тоже имеют помехи при съёмке в плохо освещённых местах;

3. Количество кадров в секунду (fps). Чем больше этот параметр, тем чётче изображение, особенно если производится съёмка быстроизменяющихся сцен. Хорошим параметром считается значение от 30 кадров и выше.

Большинство последних моделей веб-камер имеют в качестве дополнительных функций наличие встроенного микрофона, автофокус, подсветку[106]. При этом аудиоданные передаются по тому же интерфейсу, что и видеоданные, что очень удобно – уменьшается количество соединений с ПК, освобождается микрофонный вход, который можно использовать для подключения профессионального микрофона в случае необходимости.

4.7 Модем

Модемы уже много лет используются пользователями персональных компьютеров для выхода в интернет. Раньше подключение шло посредством Dial-Up модемов, скорость связи через которые, как и качество оставляло желать лучшего. Реальная скорость передачи данных, как правило, не превышала 33.6 кБит/сек., а постоянные разрывы затрудняли передачу или приём файлов большого объёма. Телефонная линия при этом также была занята[107].

Появление хDSL-технологии, в корне изменила преставления о передачи данных через медную пару, позволив пользователям осуществлять надёжное соединение на скоростях до 24 МБит/сек. в сторону абонента и до 1 Мбит/сек от него. Реализуется это при помощи такого периферийного устройства –ADSL модема[108].

Подключается такое устройство к персональному компьютеру посредством Ethernet или USB-порта.

4.8 Игровые манипуляторы

К устройствам компьютерной периферии относятся и игровые манипуляторы – джойстики, игровые комплекты – «руль-педали», и другие приспособления[109].

Подключаются они к порту USB ПК и предназначены для имитации реальных приборов управления в игровых приложениях.

4.9 Световое перо

Устройство выполняется в виде обычного карандаша или ручки, которая удобно ложится в руку и связана с ПК проводным или беспроводным способом[110]. Она в точности копирует все движения пользователя по специальному коврику или экрану монитора, позволяя, таким образом, выполнять рисунок привычным способом – рисуя. Кроме этого, «световое перо» может с успехом играть и роль манипулятора наподобие компьютерной «мыши».

Для сравнения, манипулятор «мышь» не позволяет выполнить рисунок традиционным образом, так как его движения трудно координировать. Световое перо полностью лишено этого недостатка[111].

4.10 Дигитайзер

Представляет собой графический планшет, подключаемый к персональному компьютеру и предназначенный для ввода графических данных, которые пользователь пишет или рисует на его поверхности[112].

Удобство дигитайзера состоит в том, что изображение видно не только на большом экране монитора, но и на самом планшете, то есть создаётся впечатление, что пользователь выполняет действия на листе бумаге.

Выводы по 4 главе. Таким образом, в данной главе были рассмотрены периферийные устройства компьютера: принтер, плоттер, сканер, МФУ, устройства звуковоспроизведения (колонки и наушники), web-камера, игровые манипуляторы, световое перо, дигитайзер. Стоит отметить, что рассмотренные устройства представляют лишь часть периферийных устройств, но не весь список. На сегодняшний день данные устройства постоянно совершенствуются, появляются новые устройства, предоставляя пользователям все больше возможностей для ввода и вывода информации в персональный компьютер.

Заключение

В данной работе было рассмотрено устройство персонального компьютера.

В первой главе работы была рассмотрена базовая конфигурация персонального компьютера. Рассмотрение базовой конфигурации позволило понять, из каких основных устройств состоит персональный компьютер. Было выявлено, что системный блок включает в себя большое количество внешних и внутренних устройств, координирующих работу всего компьютера.

Рассмотрение составляющих системного блока позволило понять, что компьютер представляет собой сложное устройство, все устройства компьютера связаны между собой. Сердцем компьютера является его процессор, именно это устройство дает основные сигналы для работы другим устройствам.

Подключение к компьютеру дополнительных периферийных устройств позволяет осуществлять ввод и вывод информации. Наиболее часто используемыми дополнительными периферийными устройствами являются принтер, сканер, МФУ, модем. Стоит отметить, что монитор, клавиатура и мышь, относящиеся к базовой конфигурации компьютера, также являются устройствами ввода и вывода.

Таким образом, стоящие перед нами задачи были рассмотрены в работе, а цель – достигнута.

Список использованной литературы

  1. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 848 с.: ил.
  2. Гаврилов М. В. Информатика и информационные технологии: учебник для прикладного бакалавриата / М. В. Гаврилов, В. А. Климов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 383 с. – (Высшее образование).
  3. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – 470 с.
  4. Зимин В. П. Информатика. Лабораторный практикум в 2 ч. Часть 2: учебное пособие для вузов / В. П. Зимин. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 153 с. – (Университеты России).
  5. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М.: КНОРУС, 2016. – 258 с. – (Конспект лекций).
  6. Мойзес О. Е. Информатика. Углубленный курс: учебное пособие для прикладного бакалавриата / О. Е. Мойзес, Е. А. Кузьменко. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 157 с. – (Университеты России).
  7. Новожилов О. П. Информатика в 2 ч. Часть 1: учебник для академического бакалавриата / О. П. Новожилов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 320 с. – (Бакалавр. Академический курс).
  8. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – 85 с.
  9. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – 640 с.: ил.
  10. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – 720 с.: ил.
  11. Трофимов В. В. Информатика в 2 т. Том 1: учебник для академического бакалавриата / В. В. Трофимов, М. И. Барабанова; ответственный редактор В. В. Трофимов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 553 с. – (Бакалавр. Академический курс).
  12. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – 184 с.: ил.
  13. Элькин В. Д. Информатика и математика: учебник и практикум для академического бакалавриата / Т. М. Беляева [и др.]; под редакцией В. Д. Элькина. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Издательство Юрайт, 2019. – 402 с. – (Бакалавр. Академический курс).

  1. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 68 ↑

  2. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 189 ↑

  3. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 49 ↑

  4. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 49 ↑

  5. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 80 ↑

  6. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 70 ↑

  7. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 455 ↑

  8. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 62 ↑

  9. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 457 ↑

  10. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 69 ↑

  11. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 50 ↑

  12. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 72 ↑

  13. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 84 ↑

  14. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 51 ↑

  15. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 420 ↑

  16. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 85 ↑

  17. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 86 ↑

  18. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 73 ↑

  19. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 429 ↑

  20. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 86 ↑

  21. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 461 ↑

  22. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 74 ↑

  23. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 87 ↑

  24. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 436 ↑

  25. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 75 ↑

  26. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 87 ↑

  27. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 74 ↑

  28. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 431 ↑

  29. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 53 ↑

  30. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 78 ↑

  31. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 191 ↑

  32. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 55 ↑

  33. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 77 ↑

  34. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 52 ↑

  35. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 57 ↑

  36. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 592 ↑

  37. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 193 ↑

  38. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 60 ↑

  39. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 61 ↑

  40. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 194 ↑

  41. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 82 ↑

  42. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 588 ↑

  43. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 472 ↑

  44. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 63 ↑

  45. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 70 ↑

  46. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 473 ↑

  47. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 72 ↑

  48. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 84 ↑

  49. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 34 ↑

  50. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 54 ↑

  51. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 591 ↑

  52. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 55 ↑

  53. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 37 ↑

  54. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 86 ↑

  55. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 41 ↑

  56. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 75 ↑

  57. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 57 ↑

  58. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 59 ↑

  59. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 75 ↑

  60. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 42 ↑

  61. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 88 ↑

  62. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 78 ↑

  63. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 60 ↑

  64. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 46 ↑

  65. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 76 ↑

  66. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 87 ↑

  67. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 77 ↑

  68. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 47 ↑

  69. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 90 ↑

  70. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 63 ↑

  71. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – с. 76 ↑

  72. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 104 ↑

  73. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 190 ↑

  74. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 51 ↑

  75. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 118 ↑

  76. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 53 ↑

  77. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 191 ↑

  78. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 55 ↑

  79. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 192 ↑

  80. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 123 ↑

  81. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 128 ↑

  82. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 65 ↑

  83. Рыбальченко М. В. Организация ЭВМ и периферийные устройства: учебное пособие / М. В. Рыбальченко. – Ростов-на-Дону, Таганрог. – Изд.-во Южного федерального университета. – с. 61 ↑

  84. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с.. 530 ↑

  85. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 66 ↑

  86. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 87 ↑

  87. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 193 ↑

  88. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с.. 531 ↑

  89. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 96 ↑

  90. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с.. 529 ↑

  91. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с.. 571 ↑

  92. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 87 ↑

  93. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 67 ↑

  94. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 89 ↑

  95. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – с. 98 ↑

  96. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с.. 542 ↑

  97. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 90 ↑

  98. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 68 ↑

  99. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 498 ↑

  100. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 477 ↑

  101. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 91 ↑

  102. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 70 ↑

  103. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 70 ↑

  104. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 194 ↑

  105. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 89 ↑

  106. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 69 ↑

  107. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 70 ↑

  108. Иопа Н. И. Информатика. Конспект лекций: учебное пособие / Н.И. Иопа. – М. : КНОРУС, 2016. – с. 194 ↑

  109. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с. 518 ↑

  110. Чекмарев Ю. В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Издание второе, исправленное и дополненное. – М.: ДМК Пресс, 2009. – с. 72 ↑

  111. Степанов А. Н. Информатика: Учебник для вузов. 6-е изд. – Спб.: Питер, 2015. – с. 90 ↑

  112. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – с.. 563 ↑

СПИСОК ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ССЫЛОК