Персональный компьютер: определение и классификация, принцип открытой архитектуры, понятие совместимости компьютеров, базовая конфигурация ПК, основные и дополнительные устройства.

Персональные компьютеры бурное развитие приобрели в последние 20 лет. Персональный компьютер (ПК) предназначен для обслуживания одного рабочего места и способен удовлетворить потребности малых предприятий и отдельных лиц. С появлением Интернета популярность ПК значительно возросла, поскольку с помощью персонального компьютера можно пользоваться научной, справочной, учебной и развлекательной информацией.

Компьютер -это универсальная техническая система, способная четко выполнять последовательностьопераций определенной программы. Персональным компьютером (ПК) может пользоваться один чело-век без помощи обслуживающего персонала. Взаимодействие с пользователем происходит через много сред, от алфавитно-цифрового или графического диалога с помощью дисплея, клавиатуры и мышки до устройств виртуальной реальности.

Первый персональный компьютер компании IBM был представлен на рынке в 1981 году. Компьютеры впервые были оснащены новой операционной системой MS-DOS компании Microsoft. Компьютер полу-чил наименование IBM PC и был построен на базе микропроцессора Intel 8088. Появление IBM PC ста-ло революционным событием в развитии информационных технологий благодаря заложенному при создании компьютера принципу открытой (модульной) архитектуры. В результате появилась возмож-ность достаточно легко изменять конфигурацию компьютера или модернизировать его путем замены морально устаревших блоков и узлов.

Большинство современных компьютеров является IBM PC-совместимыми персональными компьюте-рами. При этом имеется в виду, что они совместимы с компьютером IBM PC, разработанным в 1981 го-ду фирмой IBM. Понятие “совместимость” означает как возможность исполнения на любой модели IBM-совместимого компьютера любой программы, написанной для этого типа компьютеров (про-граммная совместимость), так и возможность независимого подключения к различным компьютерам IBM различных внешних устройств (аппаратная совместимость).

Важнейшую роль в развитии IBM PC-совместимых компьютеров сыграл заложенный в них фирмой IBM принцип открытой архитектуры. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным уст-ройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей.

За прошедшие годы сменилось несколько поколений машин IBM PC, прежде всего, характеризуемых типом процессора (см. ниже). Исторически первой и давно устаревшей моделью компьютера IBM была модель IBM PC XT (eXtended Technology) на основе микропроцессора Intel 8086. Появление в 1984 г.

стандарта компьютера IBM PC AT (Advanced Technology), основанного на микропроцессоре Intel 80286, можно считать за точку отсчета в истории современных IBM PC-совместимых ЭВМ. Современные ком-пьютеры также идентифицируются как «AT-совместимые».

Персональные IBM PC-совместимые компьютеры являются наиболее широко используемыми, их мощ-ность постоянно увеличивается, а область применения растет. Однако их возможности все же ограниче-ны, и не всегда их применение оправдано.

Персональные компьютеры условно можно поделить на профессиональные и бытовые, но в связи судешевлением аппаратного обеспечения, грань между ними размывается. С 1999 года введен междуна-родный сертификационный стандарт - спецификация РС99:

− массовый персональный компьютер (Consumer PC)

− деловой персональный компьютер (Office PC)

 

− портативный персональный компьютер (Mobile PC)

− рабочая станция (WorkStation)

− развлекательный персональный компьютер (Entertaiment PC)

Большинство персональных компьютеров на рынке подпадают в категорию массовых ПК. Деловые ПК - имеют минимум средств воспроизведения графики и звука. Портативные ПК отличаются наличием

 

средств коммуникации отдаленного доступа (компьютерная связь). Рабочие станции - увеличенные тре-бования к устройствам хранения данных. Развлекательные ПК - основной акцент на средствах воспро-изведения графики и звука.

Базовая конфигурация ПК

 

Несмотря на разнообразие типов, форм и архитектур персональных компьютеров, в составе большинст-ва ПК можно выделить следующее компоненты: системный блок, дисплей, клавиатура, мышь (или дру-гое указательное устройство) и периферийные устройства. В зависимости от потребностей и возможно-стей пользователей состав периферии может быть расширен аудиосистемой с синтезатором, модемом, принтером или сканером.

Обычно персональные компьютеры состоят из трех частей (блоков):

− системного блока;

− клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

− монитора (или дисплея) – для изображения текстовой и графической информации.

Системный блок включает все основные составляющие персонального компьютера. Важнейшим его компонентом является материнская, или системная, плата. На ней расположены электронные модули, составляющие базовый комплект электроники компьютера:

 

− центральный процессор – главная микросхема, выполняющая вычислительные и логические опе-рации;

− оперативная память (оперативное запоминающее устройство – ОЗУ) – набор микросхем для хра-нения данных и программ во время работы компьютера;

 

− ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхеме для долговременного хранения дан-ных и программ;

− шины – наборы проводников для обмена сигналами между внутренними компонентами компью-

 

тера;

− чипсет – набор микросхем, управляющих работой внутренних компонентов компьютера и опреде-ляющих функциональные возможности материнской платы;

− разъемы (слоты) – расширения для подключения дополнительных устройств;

 

− контроллеры устройств и т.д.

В системном блоке также размещаются:

− блок питания, преобразующий напряжение сети в постоянный ток низкого напряжения, для пита-ния компонентов компьютера;

 

− дисководы (накопители) для чтения и записи дискет, магнитооптических дисков, компакт-дисков CD и видеодисков DVD;

− накопитель на жестком магнитном диске (винчестер).

 

К системному блоку подсоединены все внешние устройства: монитор, клавиатура, мышь, принтер, мо-дем, сканер, звуковые колонки и т.д.

Монитор (дисплей)отображает на экране текстовую и графическую информацию, вводимые с клавиа-туры или выводимые компьютером данные, сообщения компьютерной системой, копии документов и другую важную для пользователя информацию.

 

Клавиатура предназначена для ввода в компьютер команд и данных.

Мышь позволяет указывать на элементы экрана с помощью указателя и путем щелчка на кнопках вы-полнять определенные операции.

 

Принтер выводит в качестве твердой копии текстовую и графическую черно-белую и цветную инфор-мацию. Вывод может осуществляться на бумагу или на пленку.

Модем предназначен для подключения компьютера к телефонной линии.

Сканер обеспечивает ввод в ПК текстовой или графической, черно-белой или цветной информации дляее дальнейшей обработки.

 

Видеосистема ПК: монитор (назначение, классификация, технические характеристики) и ви-деокарта.

Мониторы

 

Первые компьютеры мониторов не имели, был лишь набор мигающих светодиодов и распечатка ре-зультатов на принтере. С развитием компьютерной техники появились мониторы и сейчас они являются необходимой частью базовой конфигурации персонального компьютера.

 

Монитор (дисплей) - это стандартное устройство вывода, предназначенное для визуального отображе-ния текстовых и графических данных. В зависимости от принципа действия, мониторы делятся на:

- мониторы с электронно-лучевой трубкой;

- дисплеи на жидких кристаллах.

Монитор с электронно-лучевой трубкой

 

Монитор с электронно-лучевой трубкой похож на телевизор. Электронно-лучевая трубка представляет собой электронно-вакуумное устройство в виде стеклянной колбы, в горловине которой находится электронная трубка, на дне - экран со слоем люминофора. При нагревании, электронная пушка излучает поток электронов, которые с высокой скоростью двигаются к экрану. Поток электронов (электронный

 

луч) проходит через фокусирующую и отклоняющую катушку, которая направляет его в определенную точку люминофорного покрытия экрана. Под действием электронов, люминофор излучает свет, кото-рый видит пользователь. Люминофор характеризуется временем излучения после действия электронно-го потока. Электронный луч двигается довольно быстро, расчерчивая экран строками слева направо и сверху вниз. Во время развертки, то есть передвижения по экрану, луч влияет на те элементарные уча-стки люминофорного покрытия, где может появиться изображение. Интенсивность луча постоянно из-меняется, что обуславливает свечение соответствующих участков экрана. Поскольку, свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен непрерывно пробегать по экрану, восстанавливая его.

 

Время излучения и частота обновления свечения должны соответствовать друг другу. Преимуществен-но, частота вертикальной развертки равна 70-85 Гц, то есть свечение на экране возобновляется 70-85 раз

в секунду. Снижение частоты обновления приводит к миганию изображения, что утомляет глаза. Соот-ветственно, повышение частоты обновления приводит к размыванию или удвоению контуров изобра-жения.

 

Мониторы могут иметь как фиксированную частоту развертки, так и разные частоты в некотором диа-пазоне. Существует два режима развертки: Interlaced (черезстрочная) и Non Interlaced (построчная). Обычно, используют порядковую развертку. Луч сканирует экран построчно сверху вниз, формируя изображение за один проход. В режиме черезстрочной развертки, луч сканирует экран сверху вниз, но за два прохода: сначала нечетные строки, потом четные. Проход при черезстрочной развертке занимает вдвое меньше времени, чем формирование полного кадра в режиме построчной развертки. Поэтому время обновления для двух режимов одинаково.

 

Экраны для мониторов с электронно-лучевой трубкой бывают выпуклые и плоские. Стандартный мони-тор - выпуклый. В некоторых моделях используют технологию Trinitron, в которой поверхность экрана имеет небольшую кривизну по горизонтали, по вертикали экран абсолютно плоский. На таком экране наблюдается меньше бликов и улучшено качество изображения. Единственным недостатком можно считать высокую цену.

 

Дисплеи на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display - LCD)

В дисплеях на жидких кристаллах безбликовый плоский экран и низкая мощность потребления элек-трической энергии (5 Вт, по сравнению, монитор с электронно-лучевой трубкой потребляет 100 Вт). Существует три вида дисплеев на жидких кристаллах:

 

- монохромный с пассивной матрицей;

- цветной с пассивной матрицей;

- цветной с активной матрицей.

В дисплеях на жидких кристаллах поляризационный фильтр создает две разные световые волны. Свето-вая волна проходит сквозь жидкокристаллическую ячейку. Каждая ячейка имеет свой цвет. Жидкие кристаллы представляют собой молекулы, которые могут перетекать как жидкость. Это вещество про-пускает свет, но под действием электрического заряда, молекулы изменяют свою ориентацию.

В дисплеях на жидких кристаллах с пассивной матрицей каждой ячейкой руководит электрический за-ряд (напряжение), который передается через транзисторную схему в соответствии с расположением ячеек в строках и столбцах матрицы экрана. Ячейка реагирует на импульс поступающего напряжения.

 

В дисплеях с активной матрицей каждая ячейка оснащена отдельным транзисторным ключом. Это обеспечивает высшую яркость изображения чем в дисплеях с пассивной матрицей, поскольку каждая ячейка находится под действием постоянного, а не импульсного электрического поля. Соответственно, активная матрица потребляет больше энергии. Кроме того, наличие отдельного транзисторного ключа для каждой ячейки усложняет производство, что, в свою очередь, увеличивает их цену.

 

Монохромные и цветные мониторы

 

По набору оттенков отображаемых цветов, мониторы делятся на цветные и черно-белые (монохром-ные). Монохромные мониторы дешевле, но не подходят для работы с операционной системой Windows.

В цветных мониторах используют более сложные методы формирования изображения. В монохромных электронно-лучевых трубках существует одна электронная пушка, в цветных - три. Экран монохромной электронно-лучевой трубки покрыт люминофором одного цвета (с желтым, белым или зеленым излуче-нием). Экран цветной электронно-лучевой трубки состоит из люминофорных триад (с красным, зеле-ным и синим излучением). Комбинации трех цветов предоставляет великое множество выходных от-тенков.

 

Основные параметры мониторов

С точки зрения пользователя, основными характеристиками монитора являются размер по диагонали, разрешающая способность, частота регенерации (обновление) и класс защиты.

Размер монитора. Экран монитора измеряется по диагонали в дюймах.Размеры колеблются от9дюй-мов (23 см) до 42 дюймов (106 см). Чем больше экран, тем дороже монитор. Распространенными явля-ются размеры 14, 15, 17, 19 и 21 дюйма. Мониторы большого размера лучше использовать для настоль-ных издательских систем и графических работ, в которых нужно видеть все детали изображения. Опти-мальными для массового использования являются 15- и 17-дюймовые мониторы.

 

Разрешающая способность.В графическом режиме работы изображение на экране монитора состоит източек (пикселов). Количество точек по горизонтали и вертикали, которые монитор способный воссоз-

дать четко и раздельно называется его разрешающей способностью. Выражение " разрешающая способ-ность 800х600" означает, что монитор может выводить 600 горизонтальных строк по 800 точек в каж-дой. Стандартными являются такие режимы разрешающей способности: 800 х600, 1024х768, 1152х864 и выше. Это свойство монитора определяется размером точки (зерна) экрана. Размер зерна экрана совре-менных мониторов не превышает 0, 28 мм. Чем больше разрешающая способность, тем лучше качество изображения. Качество изображения также связанно с размером экрана. Так, для удовлетворительного качества изображения в режиме 800х600 на 15 -дюймовом мониторе можно ограничиться размером зер-на 0, 28 мм, для 14-дюймового монитора с тем же размером зерна в одном и том же видеорежиме каче-ство мелких деталей изображения будет немного хуже.

 

Частота регенерации . Этот параметр иначе называется частотой кадровой развертки.Он показываетсколько раз в секунду монитор может полностью обновить изображение на экране. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота, тем меньше усталость глаз и больше времени можно ра-ботать непрерывно. Сегодня минимально допустимой считается частота в 75 Гц, нормальной - 85 Гц, комфортной - 100 Гц и больше. Этот параметр зависит и от характеристик видеоадаптера.

 

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому отвечает монитор с точки зрения требо-ваний техники безопасности. Сейчас общепринятыми считаются международные стандарты TCO-92, TCO-95 и ТСО-99, ограничивающие уровни электромагнитного излучения, эргометрические и экологи-ческие нормы, в рамках, безопасных для здоровья человека.

Видеоадаптер

 

Работой монитора руководит специальная плата, которую называют видеоадаптером (видеокартой). Вместе с монитором видеокарта создает видеоподсистему персонального компьютера. В первых ком-пьютерах видеокарты не было. В оперативной памяти существовал экранный участок памяти, куда про-цессор заносил данные об изображении. Контроллер экрана считывал данные об яркости отдельных то-чек экрана из ячеек памяти и руководил разверткой горизонтального луча электронной пушки монито-ра.

 

При переходе от монохромных мониторов к цветным и с увеличением разрешающей способности экра-на, участка видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор не успевал обрабатывать изображения. Все операции, связанные с управлением экрана были отведены в отдельный блок - видеоадаптер.

Видеоадаптер имеет вид отдельной платы расширения, которую вставляют в определенный слот мате-ринской платы (в современных ПК это слот AGP). Видеоадаптер выполняет функции видеоконтролле-ра, видеопроцессора и видеопамяти.

За время существования ПК изменилось несколько стандартов видеоадаптеров:

- MDA (Monochrom Display Adapter) -монохромный,

 

- CGA(Color Graphics Adapter) - 4 цвета,

- EGA(Enchanced Graphics Adapter) -16 цветов,

- VGA (Video Graphics Array) - 256 цветов,

- SVGA (Super VGA) - до 16, 7 млн. цветов.

На эти стандарты рассчитанны все программы, предназначенные для IBM-совместимых компьютеров. Сформированное графическое изображение хранится во внутренней памяти видеоадаптера, которая на-зывается видеопамятью. Необходимая емкость видеопамяти зависит от заданной разрешающей способ-ности и палитры цветов, поэтому для работы в режимах с высокой разрешающей способностью и пол-ноцветной гаммой нужно как можно больше видеопамяти. Если еще недавно типичными были видео-адаптеры с 2-4 Мбайт видеопамяти, то уже сегодня нормальной считается емкость в 32-64 Мбайт. Большинство современных видеокарт обладает возможностю расширения объема видеопамяти до 128 Мбайт, а также свойством видеоакселерации. Суть этого свойства состоит в том, что часть операций по построению изображения может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре, а чисто аппаратным путем - преобразованием данных в специальных микросхемах видеоак-селератора.

 

Видеоакселераторы могут входить в состав видеоадаптера, а могут поставляться в виде отдельной пла-ты расширения, устанавливаемой на материнской плате и подсоединяемой к видеокарте. Различают два типа видеоакселераторов: для плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые более эффективны для работы с прикладными программами общего назначения и оптимизованные для ОС Windows, другие ориентированы на работу с разными мультимедийними и развлекательными программами.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: