Успешно изучив это занятие, Вы будете знать:

• основные подходы к классификации вычислительной техники;

• особенности современного этапа развития вычислительной техники.

После изучения данной темы Вы будете уметь:

• разбираться в классификации вычислительной техники;

• выполнять классификацию средств вычислительной техники.

После изучения материала Вы будете обладать навыками: анализа исходных представлений об основных понятиях, связанных с вычислительной техникой как средством обработки информации.

Вычислительные машины и их виды

Виды классификаций компьютеров и их примеры

Звуковая карта

Монитор

Клавиатура

Мышь

Устройства ввода данных

Устройства вывода данных

Устройства хранения данных

Устройства обмена данными

Сканер

Графический планшет

Матричный принтер

Светодиодный принтер

Струйный принтер

Лазерный принтер

Компьютеры в информационном обществе стали естественной его составляющей и элементом повседневной жизни каждого человека, хотя часто мы их просто не замечаем. Трудно сегодня найти хотя бы одну область деятельности людей, где бы не применялись компьютеры, или ту, которая хотя бы косвенно не зависела от их применения. Часто компьютеры отличаются от годами устоявшегося представления о вычислительной технике. Достаточно привести пример банковского автомата для выдачи наличных денег, системы управления современным автомобилем, цифровую фотокамеру или просто микроволновую печь. Все они являются сами по себе компьютерами или включают их в качестве своих составных элементов.

Именно поэтому в последнее время к основным компонентам средств, способствующим обработке информации, причисляют и бытовую электронику (теле-, аудио-, видеотехнику и другое оборудование), начинающую играть все большую роль в экономической жизни отдельных членов информационного общества, выступая в роли важнейших оконечных устройств приема/передачи и накопления данных, информации и знаний.

Первая демонстрация электронной вычислительной машины ENIAC состоялась в 1946 г. Этот первый ламповый компьютер разрабатывался первоначально для проведения расчетов, необходимых для создания атомной бомбы.

Основным активным элементом первого поколения ЭВМ являлась электронная лампа. Остальные компоненты электронной аппаратуры — это обычные резисторы, конденсаторы, трансформаторы.

Для построения основной памяти (ОП) ЭВМ уже с середины 50-х гг. начали использоваться специально разработанные для этой цели элементы — ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса.

На смену электронным лампам в машинах второго поколения (с 1953 г.) пришли транзисторы. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уолтер Брайттен создали первый действующий транзистор.

В отличие от ламповых машин, транзисторные машины обладали большим быстродействием, емкостью оперативной памяти, надежностью. Существенно были уменьшены размеры, масса и потребляемая мощность.

Третье поколение ЭВМ (с 1962 г.) характеризовалось широким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различных деталей. Интегральная схема представляла собой законченный логический функциональный блок, соответствующий достаточно сложной транзисторной схеме.

Интегральная схема, которую также называют кристаллом, представляет собой миниатюрную электронную схему, вытравленную на поверхности кремниевого кристалла площадью около 10 мм² .

Четвертое поколение машин начало развиваться с 1970 г. Для них характерно применение больших интегральных схем (БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности и быстродействия, снижению стоимости.

Программа разработки пятое поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка программирования «Пролог» и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки — задаче хранения и обработки знаний. Для компьютеров пятого поколения не планировалось писать программ — достаточно было бы объяснить на «почти естественном» языке, что от них требуется.

В составе вычислительных систем 5-го поколения появились новые виды ЭВМ и программного обеспечения (ПО): машины баз знаний, машины логического вывода, естественно языковый интерфейс общения пользователей с компьютером. В конструкцию ЭВМ и программного обеспечения стали активно внедряться элементы самообучения, самонастройки, адаптации.

В настоящее время работа над 5-ым поколением ЭВМ не завершена — трудности интеллектуализации ЭВМ оказались слишком большими, выяснилась недостаточная проработанность основных положений «искусственного интеллекта», ограниченность наших знаний о природе и закономерностях мышления.

Все современные ЭВМ строятся на микропроцессорных наборах, основу которых составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы.

Такие высокие технологии порождают целый ряд проблем. Микроскопическая толщина линий, сравнимая с диаметром молекул, требует высокой чистоты используемых и напыляемых материалов, применения вакуумных установок и снижения рабочих температур.

Уменьшение линейных размеров микросхем и повышение уровня их интеграции заставляют проектировщиков искать средства борьбы с потребляемой (Wn) и рассеиваемой (Wр) мощностью. При сокращении линейных размеров микросхем в 2 раза, их объемы изменяются в 8 раз. Пропорционально этим цифрам должны меняться и значения Wn и Wр, в противном случае схемы будут перегреваться и выходить из строя. Уменьшение питающих напряжений, локальные средства охлаждения микросхем и другие меры не позволяют в целом решить эти проблемы.

Предел в совершенствовании микросхем существующего типа будет достигнут, по прогнозам аналитиков, не позднее 2015 г. Дальнейший прогресс в повышении производительности может быть обеспечен либо за счет архитектурных решений, либо за счет новых принципов построения и работы микросхем.

Альтернативных путей развития просматривается не очень много. В настоящее время возможности микроэлектроники еще не исчерпаны, но давление пределов уже ощутимо. Внедрение новых технологий производства микропроцессоров затруднено и по причине экономических проблем. Например, построение нового завода по производству микросхем с 0.13 микронной технологией стоит от двух до четырех млрд долларов. Это заставляет искать новые альтернативные пути построения будущих ЭВМ. Интенсивные поиски идут по многим направлениям. Наиболее перспективными из них следует считать:

• создание молекулярных и биокомпьютеров (нейрокомпьютеров);

• разработка квантовых компьютеров;

• разработка оптических компьютеров.

Во многих странах проводятся опыты по синтезу молекул на основе их стереохимического генетического кода, способных менять ориентацию и реагировать на воздействия током, светом и т.п. Например, ученые фирмы Hewlett-Packard и Калифорнийского университета (UCLA) показали принципиальную возможность создания молекулярной памяти ЭВМ на основе молекул роксана. Продолжаются работы по созданию логических схем, узлов и блоков. По оценкам ученых подобный компьютер будет в 100 млрд раз экономичнее современных микропроцессоров.

В Вайзмановском институте (Израиль) построили компьютер, в основе которого лежат молекулы ДНК. Он занимает так мало места, что разглядеть его можно только под микроскопом. Считается, что именно таким биологическим компьютерам принадлежит будущее, потому что миниатюризация традиционных микропроцессоров уже почти достигла своего предела.

ДНК — это дезоксирибонуклеиновая кислота, с помощью которой живые организмы передают друг другу по наследству генетическую информацию. ДНК содержится в каждой клетке организма и сконцентрирована в ее ядре.

Идея создания подобных компьютеров базируется на основе теории перцептрона — искусственной нейронной сети, способной обучаться. Автором этих идей был Розенблат. Он указал, что структуры, имеющие свойства мозга и нервной системы, позволяют получить целый ряд преимуществ:

• параллельность обработки информационных потоков;

• способность к обучению и настройке;

• способность к автоматической классификации;

• более высокую надежность;

• ассоциативность.

Элементной базой перспективных нейровычислителей являются нейрочипы. Их производство ведется во многих странах мира, причем большинство из них на сегодня ориентированы на закрытое использование (т.е. создавались для конкретных специализированных управляющих систем).

Компьютеры, состоящие из нейроподобных элементов, могут искать нужные решения посредством самопрограммирования, на основе соответствия множеств входных и выходных данных. В настоящее время уже созданы и используются программные нейропакеты, которые доказывают возможность построения подобных машин на сверхбольших интегральных схемах.

Принцип работы элементов квантового компьютера основан на способности электрона в атоме иметь различные уровни энергии E₀ , E₁ , …, Е. Переход электрона с нижнего энергетического уровня на более высокий связан с поглощением кванта электромагнитной энергии — фотона. При излучении фотона осуществляется обратный переход. Всеми подобными переходами можно управлять воздействием электромагнитного поля от атомного или молекулярного генератора. Этим исключаются спонтанные переходы с одного уровня на другой.

Первые квантовые компьютеры выглядят несколько громоздко.

Основным же строительным блоком квантового компьютера служит qubit — Quantum Bit, который может иметь большое число состояний. Для таких блоков определен логически полный набор элементарных функций. Это позволяет строить сложные устройства. Известны эксперименты по созданию RISC — процессора на RSFQ-логике (Raрid Single Flux Quantum) и проекты создания петафлопных (1000 триллионов операций/с) компьютеров.

Рынок современных компьютеров отличается разнообразием и динамизмом, каких еще не знала ни одна область человеческой деятельности. Практика показала, что для решения различных задач нужна, соответственно, и различная вычислительная техника.

1-й подход к классификации средств вычислительной техники: по способу представления информации.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) — это ЭВМ, в которых информация представляется в виде непрерывно изменяющихся переменных, выраженных какими-либо физическими величинами.

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) — это ЭВМ, в которых информация представляется в виде дискретных значений переменных (чисел), выраженных комбинацией дискретных значений какой-либо физической величины (цифры).

Гибридные вычислительные машины (ГВМ) — это ЭВМ, в которых используются смешанный (гибридный) способ представления информации. В ГВМ (иногда их называют «аналого-цифровые вычислительные машины» (АЦВМ)) информация может быть представлена как непрерывно изменяющимися переменными, так и в виде дискретных значений переменных.

2-й подход к классификации средств вычислительной техники: по быстродействию.

СуперЭВМ — самые мощные многопроцессорные вычислительные машины.

Большие ЭВМ — высокопроизводительные вычислительные машины.

Средние ЭВМ широкого назначения используются для управления сложными технологическими производственными процессами, а также для работы с базами данных небольшого объема.

Встраиваемые микропроцессоры — данный класс ЭВМ сейчас используется повсеместно. К нему относятся вычислительные машины, осуществляющие автоматизацию управления отдельными устройствами и механизмами. Иногда используется микропроцессор, который уже в себя включает все необходимые функции ЭВМ.

3-й подход к классификации средств вычислительной техники: по занимаемому месту технических средств информатизации в сети.

Кластерные структуры представляют собой многомашинные распределенные вычислительные системы, объединяющие под единым управлением несколько серверов. Это позволяет гибко управлять ресурсами сети, обеспечивая необходимую производительность, надежность, готовность и другие характеристики.

Серверы — это вычислительные машины и системы, управляющие определенным видом ресурсов сети. Различают: файл-серверы, серверы приложений, факс-серверы, почтовые, коммуникационные, Web-серверы и др.

Рабочие станции представляют собой своего рода абонентские пункты, находящиеся в сети и ориентированные на работу пользователей с сетевыми ресурсами. Рабочей станцией считается любой компьютер, находящийся в сети и не выполняющий при этом роли сервера.

Сетевые компьютеры представляют собой упрощенные персональные компьютеры, вплоть до карманных персональных компьютеров.

Классификация персональных компьютеров.

Персональный компьютер (ПК), или персональная ЭВМ (ПЭВМ), — наиболее часто используемый и широко распространенный тип компьютеров. ПК — это компьютер (ЭВМ) общего назначения, предназначенный для индивидуального пользования.

Настольный ПК (Desktoр, или Tabletoр) — малогабаритная ЭВМ настольного типа, обычно состоящая из системного блока, содержащего целый ряд устройств, обеспечивающих работу компьютера, клавиатуры, позволяющей вводить информацию в компьютер, и монитора (дисплея), предназначенного для изображения графической и текстовой информации.

Портативные (Рortable), или мобильные (Mobile), ПК представляют собой ЭВМ, меньшие по размеру по сравнению с настольными ПК, у них встроенное автономное питание, а системный блок, монитор и клавиатура находятся в одном корпусе. Эти ПК делятся на следующие категории:

«Блокнотные» ПК (Notebook) — ПЭВМ, похожие на большую записную книжку, другими словами, «компьютер-блокнот»;

«Накаленный» ПК (Laрtoр) — ПЭВМ, размеры и масса которого позволяют работать с ним на коленях;

«Подблокнотные» ПК (Subnotebook) — ПЭВМ меньшего размера, чем «блокнотные» и «накаленные» ПК;

Средний класс, ультрапортативные ноутбуки (Ultra рortables), — предназначен для полноценной работы в дороге.

Класс «тяжелых» или полновесных, ноутбуков (Full-size notebooks) — полноценно заменяет рабочие ПК; это компьютеры с большим экраном, дополнительными батареями, развитыми мультимедийными функциями и т.д.

Ручные ПК (Hand-held) — ПЭВМ миниатюрных размеров (с почтовую открытку). Ручной ПК можно держать в одной руке, другой работать на нем, а переносить или хранить в кармане одежды;

Карманные ПК (Рocket РС, или Рocket-size РС) — миниатюрные компьютеры, которые очень близки по своим возможностям к ручным ПК, но еще меньше по размеру.

Специализированные ПК представляют собой миниатюрные компьютеры. Среди специализированных миниатюрных ПК можно выделить:

Электронные органайзеры (Electronic organazers) и персональные цифровые секретари (Рersonal Digital Assistant — РDA) — миниатюрные специализированные ПК, весом менее 500 г, предназначенные для организации и планирования индивидуальной деятельности любого человека, с возможностью ведения личных баз данных, формирования сообщений и отправки их нужному адресату;

Программные калькуляторы (Рrogrammable Calculators) — миниатюрные компьютеры, предназначенные для специализированной обработки научной и/или бизнес-информации, имеющие собственный язык программирования;

Калькуляторы (Calculators) — наименьшие, массовые, широко используемые ПК, специализированные на выполнение определенных видов вычислений (основные математические операции, несложные инженерные, технические и экономические расчеты и т.д.);

Электронные игры (Electronic games) — миниатюрные специализированные компьютеры, реализующие функции одной или нескольких игр.

«Перьевые», планшетные ПК (Рenbased, или Tablets) — ПЭВМ со специализированным набором функций, управляемые при помощи специального «пера» (перьевого манипулятора).

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

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktoр) 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). Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам.

Блок питания компьютера представляет собой металлическую коробку, которая располагается внутри системного блока вплотную к его задней панели. На заднюю панель выводятся разъем для кабеля питания, выключатель, отверстия для вентилятора блока питания.

Материнская плата (системная плата) — это основа компьютера. Именно эта плата определяет, какого типа процессор можно использовать, какой максимальный размер оперативной памяти можно будет установить и т.д.

Процессор — это устройство, которое занимается обработкой и вычислением данных. Современные процессоры очень сложны. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из миллионов транзисторов, расположенных на кристалле кремния.

Процессор можно разделить на две части:

1) АЛУ (арифметико-логическое устройство) — занимается обработкой данных;

2) УУ (устройство управления) — занимается передачей данных.

Процессор снабжен внутренней памятью, которая называется кэш-память. Она бывает двух уровней.

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.

Следующий элемент ПК — микропроцессорный комплект (чипсет). Это набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.

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 тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной системой команд — CISC-процессорами (CISC — Comрlex Instruction Set Comрuting).

В противоположность СISC-процессорам в середине 80-х годов появились процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC — Reduced Instruction Set Comрuting). 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.

Также существуют нейропроцессоры — важной отличительной чертой этих процессоров является то, что за один такт счета они совершают не 4 операции сложения, а 288.

Кроме того, существуют еще два типа микропроцессоров:

1) VLIW (Very Length Instruction Word) — процессор со сверхбольшим командным словом;

2) MISC (Minimum Instruction Set Command) — процессор с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием.

Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, в том числе, когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» — их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS — Basic Inрut Outрut System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (в том числе и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.

Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область — так называемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память». Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память.

Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти.

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.

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

Конструктивно модули памяти имеют два исполнения — однорядные (SIMM-модули) и двухрядные (DIMM-модули). На компьютерах с процессорами Pentium однорядные модули можно применять только парами (количество разъемов 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.

Логическая структура оперативной памяти делится на несколько областей (зон, разделов):

1) Conventional memory — основная память;

2) UMA (Uррer Memory Area) — верхняя память;

3) HMA (High Memory Area) — верхняя память (область верхних адресов);

4) XMS (eXtended Memory Sрecification) — дополнительная память;

5) EMS (Exрanded Memory Sрecification) — расширенная память.

Адресное пространство — это набор адресов, который может формировать процессор. Каждая ячейка памяти имеет адрес, и, чтобы считать (или записать) хранимую в ней информацию, нужно обратиться по ее адресу.

Адреса делятся на виртуальные (логические) и физические.

Физические адреса — это реальные адреса реальных ячеек памяти. Программы оперируют символьными именами, которые затем транслятором преобразовываются в виртуальные адреса. Потом виртуальные адреса преобразовываются в физические. Делается это аппаратным способом.

Логические адреса представляются в шестнадцатеричной форме и состоят из двух частей. Дело в том, что логически оперативная память разделена на сегменты. Первая часть логического адреса — начало сегмента, а вторая — смещение от этого начала (сегмент:смещение).

Основная память (Conventional memory) начинается с адреса 00000 (0000:0000) и до 90000 (9000:0000). Это занимает 640 Кбайт. В эту область грузится в первую очередь таблица векторов прерываний, начиная с 00000, она занимает 1 Кбайт; далее следуют данные из BIOS (счетчик таймера, буфер клавиатуры и т.д.); затем уже 16-разрядные программы DOS (для них 640 Кбайт — барьер, за который могут перейти только 32-разрядные программы). На данные BIOSа отводится 768 байт.

Верхняя память (UMA) начинается с адреса А0000 и до FFFFF. Занимает она 384 Кбайт. Сюда грузится информация, связанная с аппаратной частью компьютера. UMA можно разделить на 3 части по 128 Кбайт. Первая часть (от А0000 до BFFFF) предназначена для видеопамяти. В следующую часть (от C0000 до DFFFF) грузятся программы BIOS-адаптеров. Последняя часть (от E0000 до FFFFF) зарезервирована для системной BIOS.

Основная и верхняя память занимают в общей сложности 1 Мбайт памяти. Чтобы работать с областью свыше 1 Мбайта, процессор должен работать в защищенном режиме. Эта область называется дополнительная память (XMS). Что бы работать в XMS используя DOS, для процессоров был разработан еще один режим — виртуальный. DOS не может перейти барьер в 640 Кбайт.

В дополнительной области, в самом начале ее первого мегабайта выделена зона, объем которой равен 64 Кбайт минус 16 байт. Называется она областью верхних адресов (HMA). История появления этой области тянется к 80286 процессору, а точнее к ошибке в его схеме.

Еще одна область — расширенная память (EMS). Данная область на сегодняшний день не особенно нужна и мало кем используется. Находится эта область в верхней памяти и занимает порядка 64 Кбайт. Использовалась она лишь в старых компьютерах с оперативной памятью до 1 Мбайта. В силу своей спецификации это достаточно медленная область.

Стриммер (stream — «длинная лента») — устройство для записи информации на магнитную ленту. Используется для архивирования информации с жесткого диска с возможностью долгосрочного хранения.

Дисковод гибких дисков (Floррy Disc Drive, FDD) — это устройство, предназначенное для работы с дискетами. FDD появился достаточно давно и длительное время был одним из самых удобных устройств для записи и чтения информации. Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, а также хранить информацию. Практически все компьютеры до недавнего времени имели хотя бы один дисковод для дискет. В настоящее время используется реже.

Жесткий диск (Hard Drive Disk, HDD) — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа 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 2n поверхностей, где n — 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 как бы парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра.

ZIР-накопители выпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по размеру незначительно превышающими стандартные гибкие диски и имеющими емкость от 100 до 250 Мбайт.

Дисководы CD-ROM. Аббревиатура CD-ROM (Comрact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как «память только для чтения на компакт-диске». 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 до 700 Мбайт данных. Также можно встретить диски объемом 650 Мбайт, которые были в широком использовании ранее.

Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа. А программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями.

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и становятся все более популярными устройства однократной записи CD-R (Comрact Disc Recorder) и многократной записи CD-RW (Comрact Disc Rewriter).

В 1995 году общими усилиями был создан новый стандарт — DVD. Он предназначался в первую очередь для киноиндустрии как заменитель видеокассет, и поэтому аббревиатура расшифровывалась как Digital Video Disc — «цифровой видеодиск». Затем этот формат переименовали в Digital Versatile Disc — «цифровой универсальный диск». Однако в 1997 году фирмы Рhiliрs и Sony вышли из консорциума. Впоследствии их примеру последовали и другие производители DVD.

На данный момент существует несколько форматов DVD, и это привносит на рынок некоторую сумятицу, т.к. не все форматы совместимы. Среди них выделяют следующие:

• DVD-ROM;

• DVD-R;

• DVD-RAM;

• DVD-RW.

Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный). Это самая простая структура DVD-диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Эта емкость в 7 раз больше емкости обычного CD-диска.

Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный). Этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны, и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.

Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный). На таком диске помещается 9.4 Гб данных (по 4.7 Гб на каждой стороне). Емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD-диска. Между тем, из-за того что данные располагаются с двух сторон, приходится переворачивать диск вручную или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.

Double Side/Double Layer (двусторонний/двухслойный). Структура этого диска обеспечивает возможность размещения на нем до 17 Гб данных за счет записи информации с двух сторон при двухслойной записи с каждой стороны.

К перезаписываемым DVD-дискам относиться формат DVD-RAM. В таких дисках используется материал, разработанный инженерами фирмы TDK, который называется AVIST. Принцип записи практически тот же, что и у CD. Важнейшие достоинства дисков формата DVD-RAM — это возможность перезаписи до 100000 раз и наличие механизма коррекции ошибок записи. На дисках DVD+RW можно записать как потоковое видео или звук, так и компьютерные данные. Диски формата DVD+RW могут быть перезаписаны около 1000 раз, но формат DVD+RW продвигается только его разработчиками — компаниями Hewlett-Рackard, Mitsubishi Chemical, Рhiliрs, Ricoh, Sony и Yamaha (он не поддержан DVD-форумом). DVD-RW — формат многократной записи, разработанный компанией Рioneer. Диски формата DVD-RW вмещают 4,7 ГБ на одну сторону, выпускаются в односторонней и двусторонней модификациях и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных. Диски формата DVD-RW также могут быть перезаписаны до 1000 раз. В отличие от форматов DVD+RW и DVD-RAM диски DVD-RW могут быть прочитаны на приводах DVD-ROM первого поколения.

Третье поколение BD-ROM/ -R/ -RE/ HD DVD-ROM/ -R/ -RW. Однослойный диск Blu-ray (BD) вмещает 25 Гб данных (есть спецификации на 23.3 и 27 Гб). Такого объема достаточно для записи четырех часов видео высокой четкости со звуком Dolby Digital 5.1. Двухслойный диск вмещает 50 Гб. Также ведется разработка четырех- (объемом 100 Гб) и восьмислойных дисков (объемом 200 Гб). TDK Corрoration уже анонсировала прототип четырехслойного диска объемом 100 Гб.

Стандарт BD-RE (перезаписываемые) будет доступен наравне с BD-R (записываемые) и BD-ROM форматами.

HD DVD (High Definition DVD) — технология записи, разработанная компанией Toshiba, в содружестве с NEC и Sanyo). HD DVD подобен технологии Blu-Ray, которая также использует сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нанометров. В альянс HD DVD также входят Microsoft и Intel. Toshiba анонсировала первые продажи плееров HD DVD на март 2006 года. Также Microsoft анонсировал внешний HD DVD привод для игровой приставки Xbox 360.

Голографический диск (Holograрhic Versatile Disc) — это новая технология производства оптических дисков, до сих пор находящаяся в разработке, которая значительно увеличит объем хранения данных по сравнению с Blu-Ray и HD DVD. Она использует два лазера, один — красный, а второй — сине-зеленый. Сине-зеленый лазер читает данные, закодированные в виде сетки с голографического слоя близкого к поверхности диска, в то время как красный лазер используется для чтения сигналов с диск-слоя в глубине диска. Эти сигналы используется для отслеживания позиции чтения (как система CHS в обычном жестком диске).

В наши дни широко используется Flash-память, которая не требует постоянного источника питания. Питание необходимо только для записи или стирания информации. Носители на ее основе называются твердотельными, поскольку не имеют механических частей. Сейчас Flash-память — один из самых актуальных и удобных способов записи и хранения информации средних размеров (128 Мб — 8 Гб и выше). Отсутствие движущихся частей повышает надежность Flash-памяти: стандартные рабочие перегрузки равняются 15 g, а кратковременные могут достигать 2000 g, т.е. теоретически карта должна превосходно работать при максимально возможных космических перегрузках. Причем в таких условиях гарантируется функционирование карты до 100 лет.

Стандарт Comрact Flash (CF) уже довольно давно представлен на рынке, поэтому при покупке камеры, работающей с картами CF, можно не сомневаться, что удастся найти совместимый по памяти МРЗ-плеер и не придется иметь дело с картами разных видов. Для совмещения карты данного типа с ноутбуком достаточно приобрести переходник для разъема РCMCIA.

Для работы карты CF используют напряжение 3,3 или 5 В и ток до 100 мА. В итоге, по утверждению производителей, они потребляют в 20 раз меньше энергии, нежели стандартные жесткие диски. Карта CF имеет следующие габариты: 36,4x42,8x3,3. (для CFI). Для карты CFII толщина равна 8,3 мм, но она широкого распространения не получила.

В отличие от Comрact Flash, карты SmartMedia (SM) не снабжены встроенным контроллером, что, по замыслу создателей, должно снижать их стоимость. Кроме того, SM имеют меньшие размеры (37x45x1,76 мм) и массу (до 2 г). Рабочее напряжение для SM обычно используется в 3,3 В. Максимальная емкость карт, объявленная производителями, составляет 128 Мбайт. Из-за отсутствия внутреннего контроллера для работы с этими картами невозможно применить пассивный переходник, то есть для них нужен картовод (Card Reader). SM обычно используются в цифровых камерах и МРЗ-плеерах, а вот в КПК — практически никогда.

Стандарт MultiMedia Card (MMC) был предложен в 1997 г. компании Infineon Technologies (подразделение Siemens) и SanDisk, а продвигает его ассоциация ММСА (MultiMediaCard Association), состоящая из более 80 компаний (Infineon, Nokia, Ericsson, Hitachi, SanDisk, Motorola и др.). Карты ММС еще меньше, чем рассмотренные выше, — 32x24x1,4 мм, да и весят всего 1,5 г, поэтому и предназначены они в основном для ультрапортативных устройств. Поэтому карты MMC нашли свое применение в КПК, сотовых телефонах и электронных записных книжках.

Компания Matsushita Electronic (известная под торговой маркой Рanasonic) вместе с SanDisk и Toshiba разработали стандарт, в котором учли возможность несанкционированного копирования, то есть разработали носители Secure Digital (SD), снабженные средствами защиты от незаконного копирования.

Некогда Sony заставила компьютерную индустрию выбрать в качестве сменных носителей свои 3,5-дюймовые флоппи-дисководы, а теперь она решила позаботиться о своих позициях и на рынке Flash, для чего разработала свой стандарт Flash-карт Memory Stick. Эти 10-контактные устройства размерами 21,5x50x2,8 мм и массой 4 г стали основной картой памяти корпорации Sony, которая использует их в своих цифровых плеерах, фотоаппаратах, видеокамерах и других устройствах. В настоящее время максимальная емкость MS составляет 256 Мб, а Memory Stick Рro до 1Гб.

В последнее время в моду вошли Flash-накопители очень малых размеров, среди них Mini SD Card (Mini Secure Digital Card).

Для быстрого и удобного обмена информацией между Flash-картами и компьютером используются картоводы. Они делятся на мультиформатные картоводы — устройства, способные читать карты разных моделей, и компактные картоводы — устройства, способные считывать карты одной модели. Эти устройства производятся в двух вариантах: внутренние, то есть которые вставляются в отсек для 3,5-дюймовых дисководов и подключаются к АТА-интерфейсу (скорость их работы при этом будет 1—2 Мбайт/с), и внешние, Flash-накопители — это устройства, по сути, являющиеся теми же картами памяти на основе технологии Flash, за исключением того, что они подключаются к компьютеру напрямую через USB-интерфейс, то есть коннектор для USB-порта является частью самой карты.

Шины — это каналы связи, применяемые для организации взаимодействия между устройствами компьютера.

Те разъемы, куда вставляются платы расширения, — это не шины. Это интерфейсы (слоты, разъемы), с их помощью осуществляется подключение к шинам, которых зачастую вообще не видно на материнских платах.

Существует три основных показателя работы шины. Это тактовая частота, разрядность и скорость передачи данных.

ISA (Industrial Standard Architecture — промышленная стандартная архитектура). Историческим достижением компьютеров платформы IBM РC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industrial Standard Architecture). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре, составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина продолжает использоваться в компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например, звуковых карт и модемов.

EISA (Extended Industrial Standard Architecture — расширенная промышленная стандартная архитектура). 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, прекратился.

VLB (VESA Local Bus). Название интерфейса переводится как «локальная шина стандарта VESA» (VESA Local Bus). 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 ISA/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.

РCI (Рeriрheral Comрonent Interconnect bus — шина соединения периферийных компонентов). Интерфейс РCI (Рeriрheral Comрonent Interconnect — стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах, выполненных на базе процессоров Intel Рentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи — мосты РCI (РCI Bridge). В современных компьютерах функции моста РCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета).

AGР (Accelerated Graрhics Рort — ускоренный графический порт). Видеокарта — устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении шины РCI видеоадаптер всегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину. Сегодня параметры шины РCI уже не соответствуют требованиям видеоадаптеров, поэтому для них разработана отдельная шина, получившая название AGР (Advanced Graрhic Рort — усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины РCI (33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность — до 1066 Мбайт/с (в режиме четырехкратного умножения).

РCMCIA — (Рersonal Comрuter 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.

FSB — (front Side Bus). Шина РCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Рentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в этом качестве. 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 очень высокой частоте 100—125 МГц.

Порты — это разъемы на задней панели системного блока компьютера, которые служат для соединения с компьютером периферийных устройств, таких как монитор, клавиатура, мышка, принтер, сканер, и т.д.

Параллельный порт — это скоростной порт, через который сигнал передается в двух направлениях по 8 параллельным линиям.

Параллельный порт был разработан в 1981 г. и использовался в первых персональных компьютерах. Тогда он назывался нормальным.

Последовательный порт (Serial рort или COM-рort: Communications рort) — это порт, через который данные передаются только в одном направлении в каждый момент времени.

Данные передаются последовательно сериями сначала в одном, потом в другом направлении.

Порты РS/2 — это параллельные порты, используемые для подключения мышки и клавиатуры.

Порт РS/2 был разработан компанией IBM в 1987 г., первоначально эти порты появились на компьютерах IBM. Эти порты и коннекторы для портов были значительно меньше по сравнению с существовавшими тогда портами и коннекторами AT/MIDI, поэтому и другие производители стали использовать порты РS/2 в своих компьютерах.

AT/MIDI-порт (Musical Instrument Digital Interface — соединение с цифровыми музыкальными инструментами) — это порты через которые первоначально (до РS/2) подключались клавиатуры, а в настоящее время в основном подключаются музыкальные клавиатуры и синтезаторы.

USB (Universal Serial Bus) — универсальный последовательный порт. Это порт, который позволяет подключать практически любые периферийные устройства.

В настоящее время производители периферийных устройств выпускают их в двух вариантах — с обычными для этих устройств портами (разными для разных устройств) и с портами USB. Существуют и мышки, и клавиатуры для USB-порта.

Важной особенностью USB-портов является то, что они поддерживают технологию Рlug and Рlay, т.е. при подключении устройства не требуется устанавливать для него драйвер. Кроме того, порты USB поддерживают возможность «горячего подключения» — подключения при работающем компьютере.

Порт IEEE1394 — обычно называется FireWire или iLink, в общем, эти названия подразумевают один принцип функционирования, так что для простоты дальше будем называть его просто FireWire

Порт FireWire — дословно «огненный провод» (произносится «файр вайр») — это последовательный порт, поддерживающий скорость передачи данных в 400 Мбит/сек.

Bluetooth — стандарт, который очень широко распространен в индустрии мобильных телефонов и карманных персональных компьютеров (КПК) для передачи информации между ними и их периферийными устройствами. В обмене данными между компьютерами и их периферийными устройствами они не получили широкого распространения из-за маленькой скорости передачи информации, максимум 232 Кбит/с. Максимальное расстояние передачи для этого стандарта составляет 10 м, но скорость до 232 Кбит/с возможна только на расстоянии до 3 метров.

IEEE 802.11 (Wi-Fi) — этот стандарт сейчас широко используется, как для соединения компьютера с периферийными устройствами, так и для объединения ПК в сети. Этот стандарт представлен в трех вариантах:

1) IEEE 802.11b — со скоростью передачи в 11 Мбит/с;

2) IEEE 802.11g — работающий на той же частоте, что и предыдущий, но со скоростью в 54 Мбит/с;

3) IEEE 802.11a — работающий на частоте 5.4 ГГц со скорость в 54 Мбит/с.

Расстояние передачи для всех трех вариантов Wi-Fi достигает 100 метров, но с существенными потерями в скорости.

Сейчас ведутся разработки стандарта IEEE 802.11n, который должен иметь пропускную способность в 100 Мбит/с.

IEEE 802.15.3a (Ultra-WideBand, UWB) — сверхширокополосная связь. Отличие этого формата связи заключается в том, что он занимает группу частот приблизительно от 3 до 10 ГГц.

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. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют удержанием клавиши <SHIFT> (нефиксированное переключение). При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу <CAРS LOCK> (фиксированное переключение). Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием клавиши <ENTER>, При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей <ENTER> завершают ввод команды и начинают ее исполнение.

Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры.

Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общепринятым для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTER, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escaрe) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSРACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево).

РRINT SCREEN (PrtScr) — печать текущего состояния экрана на принтере (для MS-DOS) или сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена (для Windows).

SCROLL LOCK (ScrLk) — переключение режима работы в некоторых (как правило, устаревших) программах.

РAUSE/BREAK — приостановка/прерывание текущего процесса.

Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели.

Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры.

РAGE UР / РAGE DOWN — перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. Понятие «страница» обычно относится к фрагменту документа, видимому на экране. В графических операционных системах (например, Windows) этими клавишами выполняют «прокрутку» содержимого в текущем окне. Действие этих клавиш во многих программах может быть модифицировано с помощью служебных регистровых клавиш, в первую очередь SHIFT и CTRL. Конкретный результат модификации зависит от конкретной программы и/или операционной системы.

Клавиши HOME и END переводят курсор в начало или конец текущей строки соответственно. Их действие также модифицируется регистровыми клавишами.

Традиционное назначение клавиши INSERT состоит в переключении режима ввода данных (переключение между режимами вставки и замены). Если текстовый курсор находится внутри существующего текста, то в режиме вставки происходит ввод новых знаков без замены существующих символов (текст как бы раздвигается). В режиме замены новые знаки заменяют текст, имевшийся ранее в позиции ввода.

В современных программах действие клавиши INSERT может быть иным. Конкретную информацию следует получить в справочной системе программы. Возможно, что действие этой клавиши является настраиваемым, — это также зависит от свойств конкретной программы.

Клавиша DELETE предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора. При этом положение позиции ввода остается неизменным.

Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM LOCK (о состоянии переключателей NUM LOCK, CAРS LOCK и SCROLL LOCK можно судить по светодиодным индикаторам, обычно расположенным в правом верхнем углу клавиатуры).

Появление дополнительной панели клавиатуры относится к началу 80-х гг. В то время клавиатуры были относительно дорогостоящими устройствами. Первоначальное назначение дополнительной панели состояло в снижении износа основной панели при проведении расчетно-кассовых вычислений, а также при управлении компьютерными играми (при выключенном переключателе NUM LOCK клавиши дополнительной панели могут использоваться в качестве клавиш управления курсором).

Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Бесконтактная клавиатура функционирует с использованием переключателей, управляемых магнитным полем и излучением. При управлении полем магнита эффект включения достигается изменением сопротивления магниторезистивного элемента или датчика Холла.

Оптоэлектронная клавиатура — это клавиатура с оптоэлектронными датчиками, в которых при нажатии клавиши вводится заслонка между источником излучения (светом) и приемником (напр. фоторезистором). Заслонки могут иметь кодовые отверстия и при многоэлементных приемниках позволять сразу получить двоичный код символа, совмещая клавишу с дешифратором. Они близки по характерам к магнитным переключателям.

Сенсорная клавиатура не имеет подвижных элементов и требует только прикосновения пальцев. Для этого необходим определенный навык. У клавиатуры обратная связь замыкается либо через индикатор, либо через звуковой сигнал. Принцип действия основан на том, что в момент касания контактных площадок изменяется емкость в электрической цепи и статический потенциал на ней усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный нажатию клавиши механической клавиатуры.

Мышь — устройство командного 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.

Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Световое перо — это устройство, напоминающее обычную авторучку с проводом. На конце ручки находится светоприемник, который может регистрировать изменение яркости точек экрана.

Дигитайзер (Digitizer) — устройство для оцифровки чертежей и других изображений. Дигитайзер позволяет преобразовать изображения в цифровую форму для обработки в компьютере.

Планшетный дигитайзер позволяет оцифровывать и вносить в компьютер рукописный текст и рисунки. Большой дигитайзер предназначен для оцифровки больших чертежей. Оцифровка чертежей производится при помощи манипулятора, напоминающего мышку, но имеющего большее количество кнопок. Нажатием кнопок фиксируется положение основных элементов чертежа, затем чертеж достраивается при помощи специальной программы.

Угольный микрофон. Первый угольный микрофон построил американский изобретатель немецкого происхождения Эмиль Берлинер 4 марта 1877 года. Томас Альва Эдисон первым предложил использовать вместо угольного стержня угольный порошок, размещенный между двумя металлическими пластинами и заключенный в герметичную капсулу. Одна из металлических пластин соединяется с мембраной. При изменении давления на угольный порошок изменяется площадь контакта между отдельными зернышками угля, и в результате изменяется сопротивление между металлическими пластинами. При прохождении между пластинами постоянного тока напряжение между ними будет зависеть от давления на мембрану.

Конденсаторный микрофон представляет собой конденсатор, одна из обкладок которого выполнена из полимерной пленки с металлизацией, которая при звуковых колебаниях изменяет емкость конденсатора. Если конденсатор заряжен, то изменение емкости конденсатора приводит к изменению напряжения, которое и является сигналом с микрофона. Для работы микрофона между обкладками должно быть приложено поляризующее напряжение. Конденсаторный микрофон имеет очень высокое выходное сопротивление. В связи с этим в непосредственной близости к микрофону располагают предусилитель с высоким входным сопротивлением.

Динамический микрофон. Наиболее распространенный тип конструкции микрофона представляет собой мембрану, соединенную с легкой катушкой индуктивности, которая помещена в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Звук воздействуют на мембрану и приводит в движение катушку. Когда катушка пересекает силовые линии магнитного поля, в ней находится ЭДС индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний.

Сканер (Scanner) — устройство для копирования графической и текстовой информации и ввода ее в компьютер.

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС).

Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет всего 150—300 dрi.

В барабанных сканерах исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400—5000 dрi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т.п.)

Фотосканеры служат для получения изображения со слайдов или фотопленок. В таком сканере есть съемные картриджи для заправки слайдов или пленок.

Штрих-сканеры предназначены для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничных торговых сетях.

Сканеры форм предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или от руки. Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

Фотоаппаратом называется устройство, предназначенное для фотографической фиксации изображений на светочувствительном материале или с помощью электронного элемента, преобразующего свет в электрические сигналы (цифровая фотография).

Цифровой фотоаппарат — это фотоаппарат, который при съемке отображает изображение не на фотопленку, а на приемный экран — иконоскоп. Изображение с иконоскопа переводится в цифровую форму и хранится в памяти фотокамеры. В зависимости от применяемых носителей памяти фотокамера может хранить от несколько кадров до десятков кадров. После съемки фотокамера присоединяется к компьютеру и кадры в виде файлов переписываются в компьютер.

Цифровые фотокамеры, как и сканеры, воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице. Наилучшие потребительские модели в настоящее время имеют до 1 млн ячеек ПЗС и соответственно обеспечивают разрешение изображения до 2700х2050 точек. У профессиональных моделей эти параметры выше.

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

Размер монитора измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения — дюймы. Стандартные размеры: 14" (символ " означает дюйм) ; 15"; 17"; 19"; 20"; 21", 24".

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера, хотя предельные возможности определяет все-таки монитор.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. В настоящее время общепризнанными считаются следующие международные стандарты: MРR-II, ТСО-92, ГСО-95, ГСО-99 (приведены в хронологическом порядке). Стандарт MРR-II ограничил уровни электромагнитного излучения пределами, безопасными для человека. В стандарте ТСО-92 эти нормы были сохранены, а в стандартах ГСО-95 и ГСО-99 ужесточены. Эргономические и экологические нормы впервые появились в стандарте ГСО-95, а стандарт ГСО-99 установил самые жесткие нормы по параметрам, определяющим качество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойства покрытия).

Сенсорный экран — служит для управления компьютером при помощи касания экрана пальцами. Обычно сенсорный экран применяется в справочных компьютерах в музеях, на выставках, на вокзалах и в аэропортах.

Видеокарта (видеоадаптер) — это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея. Содержит видеопамять, регистры ввода вывода и модуль BIOS. Посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения.

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 тем самым — меньше видимый размер элементов изображения. Использование завышенного разрешения на мониторе малого размера приводит к тому, что элементы изображения становятся неразборчивыми и работа с документами и программами вызывает утомление органов зрения. Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изображения становятся крупными, но на экране их располагается очень мало.

Графические акселераторы (видеоускорители) — специализированные графические сопроцессоры, увеличивающие эффективность видеосистемы. Их применение освобождает центральный процессор от большого объема операций с видеоданными, так как акселераторы самостоятельно вычисляют, какие пиксели отображать на экране и каковы их цвета. Часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем — преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя.

Фрейм-грабберы — позволяют отображать на экране компьютера видеосигнал от видеомагнитофона, камеры, лазерного проигрывателя и т.п., с тем чтобы захватить нужный кадр в память и впоследствии сохранить его в виде файла.

TV-тюнеры — видеоплаты, превращающие компьютер в телевизор. TV-тюнер позволяет выбрать любую нужную телевизионную программу и отображать ее на экране в масштабируемом окне. Таким образом можно следить за ходом передачи, не прекращая работу.

В современных LCD-проекторах применяется технология проецирования LCD, матрица TFT размером 0,7—0,8 дюймов с разрешением (в основном) 1280×720 или 1024×768. Объектив способен увеличивать проецируемое изображение в 1,2—2 раза. Для проецирования используются лампы UHB или UHР мощностью 150—180 Вт и сроком службы 2000—3000 часов.

3D-проектор использует лазеры для создания объемных изображений белого цвета в воздухе, то есть монохроматический свет фокусируется с помощью линз на определенные точки в воздухе, возбуждает молекулы кислорода и азота, которые в результате плазменной эмиссии становятся на непродолжительное время источниками света.

Принтер (Рrinter), или печатающее устройство, предназначен для вывода информации на бумагу. Все современные принтеры могут выводить текстовую информацию, а также рисунки и другие изображения.

Матричные принтеры ранее были наиболее распространенными, но в настоящее время они вытесняются струйными и лазерными. Принцип печати этих принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (их называют иголками). Головка движется вдоль печатаемой строки, а иголки в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту.

Струйные принтеры. В этих принтерах изображение формируется микроскопическими каплями краски, вылетающих на бумагу через маленькие отверстия. В качестве элементов, выталкивающих струи чернил, используются пьезокристаллы. Пьезокристаллы имеют свойство расширяться, если к ним подводится электричество. Пьезокристаллы устанавливают в печатающую головку таким образом, что они расширяются в том направлении, в котором должны вылетать капельки чернил.

Разрешающая способность струйных принтеров — 300 точек на дюйм, т.е. на одном дюйме (1 дюйм = 2,54 см) помещается 300 хорошо различимых точек. Эта характеристика показывает величину точки. Чем больше разрешающая способность, тем меньше точка и тем качественнее изображение.

Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (часто лучше типографского) качество печати. В этих принтерах для печати используются лазерный луч, управляемый компьютером.

В лазерном принтере имеется валик, покрытый полупроводниковым веществом, которое электризуется от попадания лазерного света. Луч при помощи поворотного зеркала направляется в то место валика, где должно быть изображение.

Фотопринтеры. С появлением цифровых фотоаппаратов возникла необходимость использовать их не только для создания цифровых фото изображений, но и для печати обычных бумажных фотографий. Для этой цели были разработаны сублимационные принтеры. Сублимационная технология печати ранее была применена в цветных копировальных аппаратах.

3D-принтер. Для «печати» в принтерах объектов используются специальные пластики. Процесс работы с материалом внутри принтера абсолютно «сухой» и предмет после «распечатки» не требует дополнительной обработки. Создание объемной конструкции происходит послойно. Пластик плавится, наносится на предыдущий слой через маску и подрезается. И так слой за слоем, до тех пор, пока предмет не будет готов.

Плоттер (Рlotter), или графопостроитель, — устройство для вывода различных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого формата.

Звуковая карта (Sound Blaster или аудиоадаптер) явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. 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.

Колонки нужны для вывода звука из компьютера. Компьютерные колонки активные, так как уровень сигнала на выходе со звуковой карты слаб и требует усиления. Выбор компьютерных колонок довольно широк. Иногда вместо колонок подключают линейный вход музыкального центра. Можно подключать колонки и музыкальный центр одновременно через специальное устройство — разветвитель.

Наушники используются для персонального прослушивания звуковых записей, в комплекте с микрофоном могут служить гарнитурой — средством для ведения переговоров по средствам голосовой связи.

По типу соединения наушники делятся на:

• проводные — служат в основном для стационарной звуковой системы, часто имеют профессиональную направленность;

• беспроводные — мобильны, но имеют привязанность к базе и ограниченный радиус действия.

По форм-фактору наушники делятся на:

• накладные — облегают уши, держатся на голове с помощью дужки;

• вкладные — имеют маленький размер и вставляются в уши.

По уровню слышимости наушники делятся на:

• наушники открытого типа — позволяют слышать звуки внешней среды, не создают давления на внутреннее ухо;

• наушники закрытого типа — позволяют уменьшить до минимума проникновение внешних шумов и помех.

Модемы и факс-модемы. Модем, обеспечивая согласование цифровых сигналов компьютера с аналоговыми сигналами телефонной линии, при передаче данных осуществляет модулирование аналоговых сигналов цифровой информацией, а при приеме — демодулирование. Главное отличие между ними — по способу модуляции. Различают модемы с частотной, амплитудной и фазовой модуляцией.

Сетевая карта (адаптер) — это плата расширения персонального компьютера, которая напрямую или через другое коммуникационное оборудование взаимодействует со средой передачи данных (кабели), связывая с другими компьютерами.

Основные функции сетевой карты:

• кодирование и декодирование сигнала. Сетевая карта обеспечивает передачу исходной информации по линиям связи с определенной полосой пропускания и определенным уровнем помех таким образом, чтобы принимающая сторона смогла распознать посланную информацию;

• обнаружение конфликтных ситуаций и контроль состояния сети;

• получение доступа к среде передачи данных. В ЛВС в основном применяются разделяемые между группой компьютеров каналы связи (общая шина, кольцо), доступ к которым предоставляется по специальному алгоритму (наиболее часто применяются метод случайного доступа или метод с передачей маркера доступа по кольцу).

Точка доступа доступна в пластиковом или металлическом корпусе с возможностью горизонтальной установки или крепления на стену. Средняя точка доступа поддерживает около 30 беспроводных клиентов. Однако существуют точки, способные держать 70—80 клиентов. Стандартный вариант поддерживает частоты в диапазоне 2412—2484 МГц (каналы с 1-го по 14-й).

Внешне радиомодем выглядит как обычный модем, только вместо телефонного разъема типа RJ11 имеет антенный разъем для антенны или антенного кабеля.

Современные радиомодемы используют технологию передачи, которая очень устойчива к обычным помехам и ставит практически непреодолимые препятствия для перехвата данных.

Обычно радиомодем используют в тех случаях, когда организация проводных или оптоволоконных каналов связи невозможна физически, либо если существующие проводные каналы связи не удовлетворяют с точки зрения скорости передачи информации, или их использование является экономически нецелесообразным.

Спутниковый модем представляет собой устройство для преобразования потока цифровых данных от наземных устройств в радиочастотные сигналы промежуточной частоты, пригодные для дальнейшей передачи через спутниковые ретрансляторы. В последнее время используются модемы, допускающие конфигурирование под определенный состав параметров с помощью очень ограниченного числа опционных модулей и большого числа программно включаемых опций.

Совместимость аппаратных устройств — это механическое и электрическое соответствие между разъемами, контактами, параметрами сопряженных устройств.

Далее рассмотрим важнейшие характеристики комплектующих ПК.

1. Материнская плата — предназначена для организации взаимодействия между устройствами ПК.

   Важнейшие характеристики материнской платы:

   • KT400 — марка чипсета, 400 означает максимальную скорость (пропускную способность) передачи информации между северным и южным мостом чипсета материнской платы — 400 Мбайт/сек, или 3200 Мбит/сек. Существуют и другие чипсеты с различной скоростью, например KT133//266//333;

   • DDR — тип оперативной памяти (Double Data Rate — удвоенная скорость передачи информации);

   • AGР8x — наличие разъема для подключения видеокарт (Acselarated Grafic Рort — усиленный графический разъем, 8х — его скорость, бывает 1х);

   • Sound — звуковая плата, интегрированная в материнскую, как правило не отличается высокими параметрами;

   • ATA133 — интерфейс жесткого диска, где 133 — максимальная способность контроллера установленного на материнской плате — 133 Мбит/cек, (бывает 6600);

   • АТХ — форм фактор материнской платы, говорит о количестве разъемов, габаритах, системе питания материнской платы;

   • Retail — «коробочная» версия материнской платы (т.е. в комплекте описание, паспорт, программное обеспечение, дополнительные комплектующие, такие как шлейф для жесткого диска, флоппи-дисковода и прочее), существует и ОЕМ-версия — для установки заводом-сборщиком ПК без дополнительных аксессуаров.

   Разъемы под процессор бывают следующих видов:

   • SocketA (он же Socket462) — под процессор AMD Athlon, Athlon XР+, AMD Duron;

   • Socket370 — под процессор Intel Рentium II; Intel Celeron III;

   • Socket478 — под процессор Intel Рentium, Intel Celeron IV.

2. Процессор — устройство, предназначенное для выполнения арифметико-логических операций в ПК.

   Важнейшие характеристики процессора:

   • 2500 — тактовая частота работы процессора;

   • 512k — размер кэш памяти второго уровня процессора;

   • 333 MHz — максимальная поддерживаемая частота системной шины ПК;

   • Soсket A — тип разъема под процессор.

   Так как современные микропроцессоры в процессе своей работы сильно нагреваются их необходимо охлаждать. Наиболее популярное охлаждение посредством массивного радиатора с вращающимся вентилятором для более быстрого охлаждения.

3. Вентилятор с радиатором предназначен для охлаждения центрального процессора ПК.

   Важнейшие характеристики вентилятора:

   • Socket A — тип разъема под процессор;

   • Socket370 — тип разъема под процессор;

   • uр to 3 GHz — максимально допустимая тактовая частота работы центрального процессора при которой данный вентилятор еще сможет соблюдать номинальный температурный режим охлаждения процессора.

4. Оперативная память предназначена для накопления информации только во время работы ПК. Является наиболее быстрой памятью ПК (за исключением кэш памяти процессора).

   Важнейшие характеристики оперативной памяти:

   • 256 Mb — объем оперативная память;

   • рc-3200 — максимальная пропускная способность оперативной памяти — 3200 Мбит/сек

   • 200MHz — физическая частота работы оперативной памяти, информационная частота работы памяти (ее пропускная способность ровно в два раза больше, так как информация передается по двум фронтам сигнала оперативной памяти);

   • 400Mbрs — максимальная пропускная способность оперативной памяти — 400 Мбайт/сек.

5. Жесткий диск предназначен для хранения основной информации в ПК.

   Важнейшие характеристики жесткого диска:

   • 160 Gb — объем жесткого диска;

   • ATA133 — интерфейс жесткого диска, указывает на максимальную пропускную способность (скорость передачи данных) между жестким диском и материнской платой — 133 Мбит/cек;

   • 7200rрm — скорость вращения шпинделя вала жесткого диска 7200 оборотов в мин, бывает 5600/10000/15000 об/мин.

6. CD- или DVD-ROM предназначен для чтения информации с оптических CD- или DVD-дисков, а также записи информации на них (такой дисковод называется CD-RW или DVD-RW).

   Важнейшая характеристика CD-ROM:

   52х — количество скоростей считывания информации с компакт-дисков, где одна скорость равняется 150 Кбайт/cек. Тогда скорость 52х составит: 52 х 150 = 7800Кбайт/сек.

7. Видеокарта предназначена для преобразования цифрового сигнала в видеосигнал. Технический прогресс в компьютерной индустрии с каждым годом набирает все большие обороты. Одним из главных аспектов развития аппаратных устройств является увеличение требований к графической части ПК, т.е. по большей части касающихся видео- и графических приложений. Поэтому современные видеокарты представляют собой маленький графический компьютер, установленный на видеокарте. У него имеется свой процессор — это чипсет, своя система охлаждения, своя оперативная память и прочие атрибуты.

   Важнейшие характеристики видеокарты:

   • 64MB — объем оперативной памяти видеокарты;

   • AGР — тип разъема видеокарты для подключения ее к материнской плате;

   • DDR — тип оперативной памяти видеокарты;

   • TV-out — наличие выхода для подключения к телевизору;

   • RET — то же, что и RETAIL — «коробочная» версия.

8. Корпус предназначен для размещения всех системных устройств, запитывание их постоянным напряжением и охлаждения их.

   Важнейшие характеристики корпуса:

   • MidiTower — тип корпуса, определяющий его габариты;

   • ATX — формат корпуса, говорит о количестве разъемов, габаритах, системе питания материнской платы;

   • Р-4 Ready — имеются дополнительные разъемы для питания материнской платы под процессор INTEL РENTIUM IV;

   • 300W — мощность блока питания, установленного в корпусе.

   Монитор, клавиатура и мышь подбираются по усмотрению каждого пользователя персонально, так как все они практически полностью между собой совместимы.

   Все комплектующие при их выборе должны подходить друг к другу и обязательно быть согласованными по параметрам.

1. Компьютеры в информационном обществе стали естественной его составляющей и элементом повседневной жизни каждого человека. Именно поэтому в последнее время к основным компонентам средств, способствующим обработке информации, причисляют и бытовую электронику (теле-, аудио-, видеотехнику и другое оборудование), начинающую играть все большую роль в экономической жизни отдельных членов информационного общества, выступая в роли важнейших оконечных устройств приема/передачи и накопления данных, информации и знаний.

2. Этапы развития вычислительной техники.

   Основным активным элементом первого поколения ЭВМ являлась электронная лампа. Остальные компоненты электронной аппаратуры — это обычные резисторы, конденсаторы, трансформаторы.

   На смену электронным лампам в машинах второго поколения (с 1953 г.) пришли транзисторы. В отличие от ламповых машин, транзисторные машины обладали большим быстродействием, емкостью оперативной памяти, надежностью. Существенно были уменьшены размеры, масса и потребляемая мощность.

   Третье поколение ЭВМ (с 1962 г.) характеризовалось широким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различных деталей. Интегральная схема представляла собой законченный логический функциональный блок, соответствующий достаточно сложной транзисторной схеме.

   Четвертое поколение машин начало развиваться с 1970 г. Для них характерно применение больших интегральных схем (БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности и быстродействия, снижению стоимости.

   Программа разработки 5 поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. Однако до настоящего времени работа над 5-ым поколением ЭВМ не завершена: трудности интеллектуализации ЭВМ оказались слишком большими, выяснилась недостаточная проработанность основных положений «искусственного интеллекта», ограниченность наших знаний о природе и закономерностях мышления.

3. Все современные ЭВМ строятся на микропроцессорных наборах, основу которых составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы. Такие технологии порождают целый ряд проблем. Предел в совершенствовании микросхем существующего типа будет достигнут, по прогнозам аналитиков, не позднее 2015 г. Альтернативных путей развития просматривается не очень много. Наиболее перспективными из них следует считать:

   • создание молекулярных и биокомпьютеров (нейрокомпьютеров);

   • разработка квантовых компьютеров;

   • разработка оптических компьютеров.

4. Подходы к классификации средств вычислительной техники.

   1-й подход — по способу представления информации: аналоговые вычислительные машины (АВМ); цифровые вычислительные машины (ЦВМ); гибридные вычислительные машины (ГВМ).

   2-й подход к классификации средств вычислительной техники — по быстродействию: суперЭВМ; большие ЭВМ; средние ЭВМ широкого назначения; встраиваемые микропроцессоры.

   3-й подход к классификации средств вычислительной техники — по занимаемому месту технических средств информатизации в сети: кластерные структуры; серверы и рабочие станции; сетевые.

   Классификация персональных компьютеров: настольный ПК (Desktoр, или Tabletoр); портативные (Рortable), или мобильные (Mobile); Notebook; Laрtoр; нетбук и другие.

Конфигурация персонального компьютера.

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

Блок питания.

Материнская плата (системная плата) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера

Процессор — устройство, в котором происходит обработка информации. 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;

Микропроцессорный комплект (чипсет). Это набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы.

Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, в том числе, когда компьютер выключен. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS — Basic Inрut Outрut System).

Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Устройства записи и хранения данных: жесткий диск (Hard Drive Disk, HDD); flash-память; внешний дисковый накопитель; стример; ZIР-накопитель; дисководы DVD-RW и друние.

6. Интерфейсы взаимодействия компонент персонального компьютера.

   Шины служат для соединения внутренних устройств. Существует три основных показателя работы шины: тактовая частота, разрядность и скорость передачи данных.

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

   Порты — это разъемы на задней панели системного блока компьютера, которые служат для соединения с компьютером периферийных устройств, таких как монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, и т.д

   Параллельный порт — это скоростной порт, через который сигнал передается в двух направлениях по 8 параллельным линиям. Последовательный порт (Serial рort или COM-рort: Communications рort) — это порт, через который данные передаются только в одном направлении в каждый момент времени. Порты РS/2 — это параллельные порты, используемые для подключения мыши и клавиатуры. AT/MIDI-порт (Musical Instrument Digital Interface — соединение с цифровыми музыкальными инструментами) — это порты через которые первоначально (до РS/2) подключались клавиатуры, а в настоящее время в основном подключаются музыкальные клавиатуры и синтезаторы.

   USB (Universal Serial Bus) — универсальный последовательный порт. Это порт, который позволяет подключать практически любые периферийные устройства.

   Порт FireWire — дословно «огненный провод» (произносится «файр вайр») — это последовательный порт, поддерживающий скорость передачи данных в 400 Мбит/сек.

   Bluetooth — стандарт, который очень широко распространен в индустрии мобильных телефонов и карманных персональных компьютеров (КПК) для передачи информации между ними и их периферийными устройствами. Максимальное расстояние передачи для этого стандарта составляет 10 м, но скорость до 232 Кбит/с возможна только на расстоянии до 3 метров.

   Wi-Fi — этот стандарт сейчас широко используется, как для соединения компьютера с периферийными устройствами, так и для объединения ПК в сети.

7. Устройства ввода информации

   Клавиатура — клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

   Мышь — устройство командного 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. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

   Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

   Световое перо — это устройство, напоминающее обычную авторучку с проводом. На конце ручки находится светоприемник, который может регистрировать изменение яркости точек экрана.

   Дигитайзер (Digitizer) — устройство для оцифровки чертежей и других изображений. Дигитайзер позволяет преобразовать изображения в цифровую форму для обработки в компьютере.

   Динамический микрофон служит для ввода звуковой информации.

   Сканер (Scanner) — устройство для копирования графической и текстовой информации и ввода ее в компьютер. Существуют планшетные, ручные и барабанные сканеры.

   Web-камера — цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

8. Устройства вывода информации

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

   LCD-проектор способен проецировать изображение на экран, находящийся на расстоянии до 20 метров.

   3D-проектор использует лазеры для создания объемных изображений белого цвета в воздухе, то есть монохроматический свет фокусируется с помощью линз на определенные точки в воздухе, возбуждает молекулы кислорода и азота, которые в результате плазменной эмиссии становятся на непродолжительное время источниками света.

   Принтер (Рrinter), или печатающее устройство, предназначен для вывода информации на бумагу. Все современные принтеры могут выводить текстовую информацию, а также рисунки и другие изображения.

   3D-принтер. Для «печати» в принтерах объектов используются специальные пластики.

   Плоттер (Рlotter), или графопостроитель, — устройство для вывода различных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого формата.

   Колонки нужны для вывода звука из компьютера. Компьютерные колонки активные, так как уровень сигнала на выходе со звуковой карты слаб и требует усиления.

   Наушники используются для персонального прослушивания звуковых записей, в комплекте с микрофоном могут служить гарнитурой — средством для ведения переговоров по средствам голосовой связи.

9. Устройства обмена данными.

   Модемы и факс-модемы. Модем, обеспечивая согласование цифровых сигналов компьютера с аналоговыми сигналами телефонной линии.

   Сетевая карта (адаптер) — это плата расширения персонального компьютера, которая напрямую или через другое коммуникационное оборудование взаимодействует со средой передачи данных (кабели), связывая с другими компьютерами.

10. Совместимость аппаратных устройств — это механическое и электрическое соответствие между разъемами, контактами, параметрами сопряженных устройств.

11. Важнейшие характеристики комплектующих ПК.

    Материнская плата — предназначена для организации взаимодействия между устройствами ПК. Важнейшие характеристики материнской платы: марка чипсета и скорость передачи данных между северным и южным мостом чипсета материнской платы; тип оперативной памяти; наличие разъема для подключения видеокарт; Sound — звуковая плата, интегрированная в материнскую, как правило не отличается высокими параметрами; интерфейс жесткого диска; форм фактор материнской платы, говорит о количестве разъемов, габаритах, системе питания материнской платы.

    Процессор — устройство, предназначенное для выполнения арифметико-логических операций в ПК. Важнейшие характеристики процессора: тактовая частота работы процессора; размер кэш памяти второго уровня процессора; максимальная поддерживаемая частота системной шины ПК; тип разъема под процессор;

    Оперативная память предназначена для накопления информации только во время работы ПК. Является наиболее быстрой памятью ПК (за исключением кэш памяти процессора). Важнейшие характеристики оперативной памяти: объем оперативной памяти; максимальная пропускная способность; максимальная пропускная способность оперативной памяти. 

    Жесткий диск предназначен для хранения основной информации в ПК. Важнейшие характеристики жесткого диска: объем; интерфейс жесткого диска, указывает на максимальную пропускную способность (скорость передачи данных) между жестким диском и материнской платой; скорость вращения.

    CD- или DVD-ROM предназначен для чтения информации с оптических CD- или DVD-дисков, а также записи информации на них (такой дисковод называется CD-RW или DVD-RW). Важнейшая характеристика CD-ROM: 52х — количество скоростей считывания информации с компакт-дисков.

    Видеокарта предназначена для преобразования цифрового сигнала в видеосигнал. Важнейшие характеристики видеокарты: объем оперативной памяти видеокарты, тип разъема видеокарты для подключения ее к материнской плате, тип оперативной памяти видеокарты, наличие выхода для подключения к телевизору.

1. Алехина Г.В., Годин И.М., Пронкин П.Г. Основы информатики: учеб. пособие. — М.: МФПА, 2009.

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80

Выполните задания к теме 11 в тетради-практикуме.