ПК предназначен для массового пользователя в качестве современного инструмента в решении задач доступного уровня сложности практически во всех областях интеллектуальной деятельности.
Рассмотрим состав и функции ПК на примере ПК IBM (первый – 1981г.), появление которого произвело в мире настоящую информационную революцию. До появления ПК IBM все модели микрокомпьютеров имели закрытую архитектуру, т.е. любая модификация требовала высокой квалификации в области электроники. После сборки микрокомпьютера, система была обречена на необратимое старение. Фирма IBM предложила открытую архитектуру, допускающую замену старых устройств на новые при старении. Это поддерживается строго соблюдаемым правилом: все новые устройства и программы должны быть совместимы по принципу “сверху-вниз”, т.е. последующие версии должны обслуживать (поддерживать) все ранее существовавшее.
В состав ПК входят следующие основные части:
- системный блок (процессор),
- монитор (дисплей),
- клавиатура,
- мышь,
периферийные устройства.
Состав вычислительной системы называют конфигурацией.
I . Системный блок
(Основное устройство, включающее в себя все основные компоненты электроники ПК).
Системные блоки различают по внешнему виду: горизонтальное исполнение (desktop, различают плоские горизонтальные и особо плоские slim), вертикальное (tower, различают big tower, midi tower, mini tower) исполнение. Важен еще один параметр форм-фактор. От него зависит требования к подключаемым устройствам. Существуют два форм-фактора: AT и ATX. Корпуса поставляются вместе с блоком питания (чаще 200-250 Вт). UPS - источник бесперебойного питания (5-15 минут ПК работает на аккумуляторе).
1. Материнская плата – основная плата ПК, называемая системной или материнской. Она включает в себя комплекс главных функциональных элементов ПК. На ней размещаются:
Ø Микропроцессорный комплект (чип сет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств ПК и определяющих основные возможности материнской платы. Параметры чипсета в наибольшей степени определяют свойства и функции материнской платы. В настоящее время большинство чипсетов материнских плат выполняются на базе двух микросхем, получивших название «северный мост» и «южный мост».
СМ управляет взаимосвязью четырех устройств: процессора, оперативой памяти, порта AGP и шины PCI. Поэтому его называют четырехпортовым контроллером.
ЮМ называют также функциональным контроллером. Она выполняет функции контроллера жесткого и гибкого дисков, функции моста ISA-PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и т. п.
Ø Микропроцессор (называется мозгом компьютера) - основная микросхема, которая выполняет всю обработку информации (интерпретация и формирование команд, форматирование данных, управление обменом с памятью и шиной). Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки ОП, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называются регистрами. Скорость работы микропроцессора определяет быстродействие ПК. В компьютерах марки IBM используются микропроцессоры модели Intel (Intel 8088, Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, Pentium). Основной характеристикой МП является его тактовая частота – количество элементарных тактов обработки (операций) в секунду. Измеряется тактовая частота в МГц. Чем выше модели МП, тем выше их тактовая частота. МП Intel 8088 имели тактовую частоту 4,7 МГц, Intel 80286, Intel 80386 – от12 до 25 МГц, Intel 80486 – 25-50 МГц, Pentium – от 100 и выше МГц.
Микропроцессор включает в себя:
§ АЛУ – арифметико-логическое устройство;
§ блок управления памятью - предназначен для сегментации оперативной памяти на фрагменты, что позволяет рационально использовать адресное пространство и обеспечивать уровни защиты;
§ блок буферного запоминающего устройства (микропроцессорная память) - позволяет хранить внутри самого микропроцессора наиболее часто используемые данные и команды, что уменьшает число обращений к внешней памяти;
§ блок плавающей арифметики (сопроцессор) - служит для выполнения операций над вещественными числами.
С остальными усройствами ПК, и в первую очередь с ОП, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина, шина команд.
Система команд процессора. В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле ОП, а так же 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 сам процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, относящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд.
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. Так, например, система команд процессоров Intel Pentium в настоящее время насчитывает более 1000 различных команд. Такие процессоры называются процессорами с расширенной системой команд - CISC-процессорами ( CISC – Complex Instruction Set Computing).
В противоположность CISC-процессорам в середине 80-х гг. появились архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC - Reduced Instruction Set Computing). При такой архитектуре количество команд намного меньше, но каждая из них выполняется намного быстрее. Т.о. программы, состоящие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее.
В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение сфер их применения:
· CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;
· RISC- процессоры используют в специализированных вычислительных системах или устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.
Процессоры семейства Intel Pentium - CISC-процессоры.
Основные параметры процессоров: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты, размер кэш-памяти.
Постепенно с эволюцией процессоров напряжение понижается (от 5 В до 3В и менее). Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать за 1 раз (за 1 такт). Начиная с процессора 80386, архитектура 32-разрядная.
Ø Шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами ПК. Системная шина осуществляет обмен данными между процессором и памятью. На системной шине находятся разъемы, которые называются слоты, к которым подключаются платы, управляющие внешними устройствами (контролеры и адаптеры). Наличие разъемов на системной шине и возможность легко менять вышедшие из строя называются принципом открытой архитектуры.
Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.
Ø Слоты – разъёмы для подключения дополнительных устройств.
Ø Оперативная память (ОЗУ) RAM - read acces memory – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда ПК включен. Из нее процессор и сопроцессор берут исходные данные и после обработки сюда же помещают результат.
ОЗУ – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. С точки зрения физического принципа действия различают ячейки DRAM и SRAM.
Ячейки DRAM можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный вид памяти.
Недостатки:
ü запись данных происходит сравнительно медленно, т. к. при разряде и заряде конденсатора неизбежны переходные процессы.
ü заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем очень быстро.
Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», то утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек ОЗУ. Она осуществляется несколько десятков раз в секунду, чем вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.
Ячейки SRAM можно представить как электронные микроэлементы – триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (вкл/выкл), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.
Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята 32-разрядная адресация, а это значит, что всего независимых адресов может быть 232 . Таким обазом, в современных ПК возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 =4 294 967 296 (403 Гбайт).
Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, т. е. 1 байт данных. Т. о., адрес одной ячейки памяти можно выразить четырьмя байтами.
ОЗУ в ПК размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули ОЗУ вставляют в соответствующие разъёмы на материнской плате.
Конструктивно модули памяти имеют два исполнения – однорядные (SIMM) и двухрядные ( DIMM-модули). На ПК с процессорами Intel Pentium однорядные модули можно применять только парами (количество разъёмов для их установки на материнской плате всегда четное), а DIMM – модули можно устанавливать по одному. Многие модели материнских плат имеют разъемы, как того, так и другого типа, но комбинировать на одной плате модули разных типов нельзя.
Основные характеристики модулей ОЗУ – объём памяти и время доступа.
SIMM –модули поставляются объёмами 4, 8, 16, 32 Мбайт, а DIMM – модули – 16, 32, 64, 128 Мбайт и более.
Время доступа – время считывания информации.
Время доступа к DIMM – модулям 7-10 нс, SIMM – модулям 50-70 нс.
Когда процессор обращается к оперативной памяти, он периодически останавливается, ожидая пока микросхемы памяти смогут принять и сохранить данные. Эти перерывы называются «состояние ожидания».
Информационная емкость (в Кб) и время доступа к ОП (в наносекундах) обычно указываются на корпусах микросхем.
Логическая организация памяти:
1) Базовая (основная, стандартная) память (conventional memory) - первые 640 Кб оперативной памяти - используется операционной системой и прикладными программами;
2) область верхней памяти (upper memory area – UMA) до 1 Мбайта: первые 128 Кб расположены сразу после основной памяти и называются видеопамятью. Предназначены для использования видеоадаптерами; следующие 128 Кб отведены для программ BIOS адаптеров; последние 128 КБ – для системной BIOS, где хранятся программы самотестирования и загрузчик ОС.
3) область старшей памяти (high memory area – HMA) – участок выше 1 Мбайта расширенной памяти. Используется для загрузки драйверов устройств резидентных программ, что позволяет освободить часть основной памяти. В эту область можно поместить ядро ОС, добавив в файл конфигурации config.sys строку dos=high
4) расширенная память (extented memory specification - XMS) - оперативная память свыше 1 Мб. При работе в DOS эта память служит для создания виртуальных дисков и буфера в памяти; организовать ее можно, загрузив соответствующий драйвер из файла config.sys. Наиболее распространен драйвер himem.sys (gemm.sys).
5) дополнительная память (expanded memory) – устаревшая.
Когда необходим быстрый доступ к оперативной памяти, системная плата снабжается дополнительной сверх оперативной памятью (КЭШ). В КЭШ-памяти хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти (микросхемы SRAM). Время доступа к КЭШ-памяти намного меньше, чем к обычной. Микропроцессор ищет нужные данные сначала в кэш-памяти, поэтому время доступа к памяти уменьшается. Размер 128 Кбайта.
Ø Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – набор микросхем, предназначенных для длительного хранения данных, в том числе и когда ПК выключен. В ПЗУ данные «зашиты», так как их записывают в ПЗУ на этапе изготовления микросхемы. ПЗУ служит для размещения в ней данных об аппаратных особенностях персонального компьютера и базовой системы ввода-вывода операционной системы BIOS. С ПЗУ информация может только считываться, поэтому она называется ROM (read only memory). BIOS является неизменяемой частью ПК. Она может рассматриваться с одной стороны как компонент аппаратной части ПК, с другой стороны как компонент любой операционной системы. Назначение BIOS: управление стандартными внешними (периферийными) устройствами: дисплеем, клавиатурой, дисководами, принтером, таймером. Вспомогательные функции BIOS реализуются при включении ПК на этапе загрузки. (подробнее см. далее «Модульная структура MS DOS»)
Ø Энергозависимая память CMOS. Работа стандартных устройств обслуживается программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами. Так, например, изготовители BIOS абсолютно ничего не знают о параметрах наших жестких и гибких дисков, им неизвестны ни состав, ни свойства произвольной вычислительной системы. Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры. По очевидным причинам их нельзя хранить в ни ОЗУ, ни ПЗУ.
Специально для этого на материнской плате есть микросхема «Энергозависимой памяти», по технологии изготовления, называемая CMOS. От ОЗУ она отличается тем, что ее содержание не стир-ся во время выключения ПК, а от ПЗУ – тем, что данные можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы.
Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если ПК не будут включать несколько лет. В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот, факт, что ПК четко отслеживает время и календарь (даже в выключенном состоянии) тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.
Ø Шинный формирователь - обеспечивает формирование передаваемых по шине потоков информации, управляет передачей сигналов по шине, синхронизирует процессы передачи информации.
Ø Генератор тактовой частоты - позволяет разделить время работы устройств на короткие фрагменты и синхронизировать их по тактовым импульсам (частота генерации тактовых импульсов определяет быстродействие компьютера).
Ø Контроллер прерываний - служит для приостановки выполнения операций и выдает запрос на прерывание работы процессора.
Прерывания – это процедура, которую компьютер вызывает для выполнения определенной задачи.
Прерывания бывают:
аппаратные - вырабатываются устройствами, требующими в данный момент внимания процессора (отказ питания-2, клавиатура-9, гибкий диск-14 и др.);
логические - формируются самим процессором, когда он встречает необычное условие или нестандартную ситуацию (прерывание 0 – при попытке деления на ноль, прерывание 1 – при пошаговом режиме работы МП, переполнение регистров, при работе отладчиков программ и др.);
программные - формируются при вызове одной программы из другой, причем механизм вызова автоматически генерирует адрес возврата, который будет использован вызываемой программой после завершения ее выполнения. Программные прерывания используются для вызова всех служебных функций
Бывают запросы на прерывания: маскированные (заблокированные программными средствами) и немаскированные (их очень мало: отказ питания, аппаратные ошибки памяти). Все прерывания имеют определенный приоритет. Наибольший приоритет у немаскированных прерываний.
Ø Программируемый внутренний таймер - встроенные электронные часы.
Ø Контроллер прямого доступа к памяти - осуществляет обмен информации напрямую между оперативной памятью и внешними устройствами.
Ø Звуковая карта. Она выполнена в виде дочерней и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Основной параметр разрядность (32-64 разряда) для преобразования аналогового сигнала в цифровую форму. (Все устройства совместимы с Sound Blaster).
Ø Видеокарта. Видеоадаптер подключатся к материнсткой плате в виде дочерней платы. Имеются ускорители (аппаратное ускорение) для 3D, 2D - трехмерной и плоской графики.
2. Накопители (внешняя память)
Накопителем называется устройство для долговременного хранения информации. В ПК используются дисковые накопители.
А) Жесткий диск (винчестер, hard disk drives ).
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. Таким образом, этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2и поверхностей, где п — число отдельных дисков в группе.
Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90 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.
Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы покрытия, процосящиеся 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-логичес-кое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жёстких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.
Характеристики винчестера:
1. информационная емкость;
2. время доступа к тому или иному блоку информации в милисекундах; среднее время доступа при Vвр=5400 об/мин – 9-10 мкс, при Vвр=7200 об/мин – 7-8 мкс.
3. наружные габариты.
б) Дисковод гибких дисков. В системном блоке находится устройство, называемое дисковод - устройство для чтения/записи информации с гибких магнитных дисков (дискета). В системном блоке может быть 1 или 2 дисковода. Гибкие магнитные диски могут быть 5,25 дюйма (с 1994 г. не выпускаются) и 3,5 дюйма.
Гибкий диск, установленный в дисковод, приводится во вращение специальным электродвигателем со скоростью 300 оборотов в минуту. При обращении к диску накопитель вначале приводит его в движение, затем устанавливает головку чтения/записи в ту область, где записана информация о файлах диска, считывает физические координаты местоположения требуемого файла и, переместив головку сразу в нужное место, считывает данные. Дисководы ПК – двусторонние, т.е. для каждой поверхности дискеты в нем есть своя головка чтения/записи.
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. 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. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе.
Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.
Первый компьютер IBM PC (родоначальник платформы) был выпущен в 1981 году. К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односторонние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 160 Кбайт. В следующем году появились аналогичные двусторонние диски емкостью 320 Кбайт. Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5,25 дюйма высокой плотности (1,2 Мбайт). В наши дни диски размером 5,25 дюйма не используются, и соответствующие дисководы^ базовой конфигурации персональных компьютеров после 1994 года не поставляются.
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 размером 3,5 дюйма высокой плотности. 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. 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. Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации. Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске. Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения информации недопустимо. Их используют только для транспортировки информации или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.
В) Магнитооптические диски являются другим направлением развития систем хранения информации. Запись на магнитооптические диски (МО-диски) выполняется при взаимодействии лазера и магнитной головки. Луч лазера разогревает до точки Кюри (температуры потери материалом магнитных свойств) микроскопическую область записывающего слоя, которая при выходе из зоны действия лазера остывает, фиксируя магнитное поле, наведенное магнитной головкой. В результате данные, записанные на диск, не боятся сильных магнитных полей и колебаний температуры.
МО-диски уступают обычным жестким магнитным дискам лишь по времени доступа к данным. Предельное достигнутое МО-дисками время доступа составляет 19 мс. Информационная емкость – размер 5,25" – 5,2 Гбайта и 3,5" 640 Мбайт, 1,3 Гбайта.
Г) Дисковод компакт-дисков CD-ROM.
|
|
В период 1994-1995 годах 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.
Аббревиатура CD- ROM ( Compact Disc Read- Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска (рис. 3.3). Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.
Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD- ROM относят: к аппаратным средствам мультимедиа. Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на CD- ROM.
Основным недостатком стандартных дисководов CD-ДОМ является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD- R ( Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD- RW.
Основным параметром дисководов CD - ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Таким образом, дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетверенной скоростью — 600 Кбайт/с и т. д. В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD - ROM с производительностью 32х-48х. Современные образцы устройств однократной записи имеют производительность 4х-8х, а устройств многократной записи — до 4х
Накопители на компакт–дисках (CD-ROM). Информация, записанная на них в двоичном виде, считывается лазерным лучом накопителя. Диаметр компакт-диска – 4,72 дюйма, емкость – 650 Мб. Скорость чтения 600 Кбайт/с. Производительность 32х, 48х, 52х.
Существуют компакт-диски с однократной записью (CD-R) и многократной (СВ-RW).
3. Контроллеры ввода/вывода
Для организации работы по обмену информацией с внешним миром, существуют специальные контроллеры ввода-вывода. Обмен информации между компьютером и периферийными устройствами осуществляется в 2 этапа:
1) когда информация передается от персонального компьютера к периферийным устройствам;
2) прием информации от периферийного устройства.
Вначале ПК запрашивает через соответствующий порт подключенное периферийное устройство о том, готово ли оно к приему данных. Затем делит информацию на фрагменты, форматирует ее и переносит в порт обмена, постоянно контролируя переполнение приемного буфера периферийного устройства. При возникновении ошибки, процесс обмена прекращается и выдается соответствующее сообщение.
Соответсвенно способам передачи, порты ввода-вывода делятся на последовательные и параллельные. Последовательные порты именуются COM, называются Serial Port и могут быть COM1 – COM3 (9 или 25 штырьков). Используются для подключения мыши, модема (периферийных устройств). Параллельные порты называются Centronix, имеют название LPT1-LPT4 (гнезда). Служат для подключения принтера.
4. Блок питания
Служит для преобразования электропитания в сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы. Блок питания снабжен вентилятором и переключателем входного напряжения. Из блока питания выходят кабели, которые подключаются ко всем устройствам ПК. Мощность источника питания должна (с запасом) обеспечиватьпотребности всех устройств ПК. Поскольку при работе ПК возможны перебои в подаче напряжения, резкие скачки напряжения, помехи, что может привести к потере информации и даже к повреждению электронных компонентов, возможно использование таких устройств, как UPS – источник бесперебойного питания, который представляет собой устройство, снабженное аккумуляторными батареями. При падении напряжения в сети, питание переключается на UPS, что позволяет поддерживать работоспособность ПК в течение некоторого времени, которое зависит от мощности аккумулятора.
II . Монитор
Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональной вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил данные об изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные об яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора.
С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с увеличением разрешения жрана (количества точек по вертикали и горизонтали) области видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший название видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
Монитор (дисплей) - устройство вывода на экран текстовой или графической информации. Мониторы бывают монохромные (2х цветные) и цветные. Мониторы могут работать в 2х режимах: текстовом и графическом.
Характеристики монитора:
- ширина полосы пропускания видеосигнала – определяет скорость, с которой монитор принимает управляющий сигнал от платы видеоконтроллера. Чем больше широкополосность, тем лучшая четкость и резкость;
- частота развертки - определяет как часто в единицу времени электронный пучок обегает поверхность экрана (100 Гц);
- разрешающая способность - количество точек по горизонтали и вертикали;
- размер экрана по диагонали в дюймах (12 - 21);
- размер зерна или пикселя (размер точки).
В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на знакоместа - это пересечение горизонталей и вертикалей (25 строк по 80 символов). Все символы, которые вводятся в текстовом режиме, соответствуют стандарту ASCII (американский стандартный код для обмена информацией), т.е. каждый символ имеет свой код. Все коды запрограммированы в ПЗУ. Любой из символов описывается с помощью двух байтов: информационный байт (указывает код ASCII данного символа, по которому видеоконтроллер отыскивает его в ПЗУ) и атрибутивный байт (определяет цвет текста, фон и т.д.).
В графическом режиме монитор делится на точки, имеющие определенный цвет. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора, причем она не зависит от размеров экрана.
Управление монитором осуществляет специальный видеоконтроллер - адаптер монитора, который имеет свою видеопамять. Сначала процессор записывает изображение в видеопамять, а затем видеоадаптер выводит ее на экран. В графическом режиме в видеопамяти записывается цвет каждой точки.
Существуют стандартные видеоконтроллеры:
MDA - монохромный дисплейный адаптер (его разрешающая способность - 720*348 точек. Используется только для текстового режима);
СGA - цветной графический адаптер (640*200 - в текстовом режиме, 320*200 - в графическом), 4 цвета;
MGA - монохромный графический адаптер (720*348);
EGA - улучшенный графический адаптер (640*350, 640*480) 16 цветов;
VGA - видеографический адаптер (640*480, 800*600, 1024*768) 256 цветов.
SVGA – 16,7 млн. цветов
В настоящее время выпускаются специальные видеоконтроллеры для специальных работ:
1. Artist - 19 дюймов, цветной, 1024*1024. Используется для работ в системах автоматизированного проектирования;
2. Viking - 19 дюймов, монохромный, 1024*768. Используется для работ в редакционно-издательских отделах;
семейство мониторов Multi Scan - 14 - 21 дюймов, самые широко профильные (для работы с Futocad, Windows, Paintbrush).
Дата: 2018-12-28, просмотров: 206.
