Техобеспечение компьютера

Процессор

Самым главным элементом в компьютере является микропроцессор – небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема. Эта схема выполняет все вычисления и обработку информации.

Микропроцессор умеет выполнять сотни миллионов операций в секунду. В компьютерах типа IBM PC используются микропроцессоры фирмы INTEL, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм. Микропроцессоры фирмы Intel таковы: Intel-8086, 80286, 80386 (Модификации SX и DX), 80486 (модификации SX, SX2, DX, DX2, DX4), Pentium, Pentium Pro и Pentium 2, они приведены в порядке возрастания производительности и цены. Разница производительности этих процессоров очень велика. Так новейший микропроцессор Pentium Pro быстрее процессора Intel 8086 в несколько тысяч раз!

Тактовая частота

Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту, чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц). Например, микропроцессоры Intel Pentium выпускаются с тактовой частотой от 75 до 200 МГц. Часто тактовая частота указывается вслед за моделью микропроцессора, например PENTIUM/75МГц.

Тактовая частота указывает скорость выполнения элементарных операций внутри микропроцессора. Разные модели микропроцессора выполняют одни и те же команды (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Чем современнее модель микропроцессора, тем меньше тактов требуется микропроцессору для выполнения одних и тех же команд.

Сопроцессор

В тех случаях, когда на компьютере приходиться выполнять много математических вычислений (например, в инженерных расчетах, обработке трехмерных изображений и т. д.) желательно, чтобы математические операции над вещественными числами поддерживались аппаратно, то есть самим микропроцессором. Но микропроцессоры Intel 8086, 80286, 80386 и 80486 не обеспечивают такую поддержку, поэтому к ним для этого требуется добавить математический сопроцессор, который помогает основному микропроцессору выполнять математические операции над вещественными числами. Новейшие микропроцессоры Intel Pentium, Intel Pentium Pro и почти все их аналоги других фирм сами могут выполнять операции над вещественными числами, поэтому для них сопроцессоры не требуются.

Память

В этом параграфе пойдет речь о различных видах памяти, применяющихся в IBM PC-совместимых компьютерах.

Оперативная память

Очень важным элементом компьютера является память. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название “ оперативная” эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится долго ждать при чтении данных из памяти или при записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только, пока компьютер включен. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за некоторыми исключениями, о которых говорится ниже). Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory, то есть память с произвольным доступом).

Количество памяти

От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит, с какими программами вы сможете на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы либо вовсе не будут работать либо будут работать крайне медленно. Можно привести следующую классификацию возможностей компьютера в зависимости от оперативной памяти:

1 Мбайт и менее - на компьютере возможна работа только в среде DOS. Такие компьютеры можно использовать для редактирования текстов и ввода данных.

4 Мбайта – на компьютере возможна работа в среде DOS, Windows 3.1, Windows for Workgroups. Работа в DOS вполне комфортна, а в Windows нет, некоторые Windows-программы при таком объеме памяти вообще не работают, а некоторые позволяют лишь обрабатывать небольшие и несложные документы.

8 Мбайт – обеспечивается комфортная работа в Windows 3.1, Windows for Workgroups, при этом дальнейшее увеличение объема оперативной памяти уже практически не повышает быстродействие для большинства офисных приложений. Использование более новых операционных систем, как Windows 95, в принципе возможно, но работать они будут явно медленнее.

18 Мбайт – обеспечивается комфортная работа в Windows 95, причем дальнейшее увеличение объема оперативной памяти практически не повышает быстродействия при выполнении большинства офисных приложений.

32 Мбайта и более – такой объем оперативной памяти может требоваться для серверов локальных сетей, компьютеров, используемых для обработки фотоизображений и видеофильмов, и в некоторых других приложениях. Полезен, он может быть и для компьютеров, работающих под управлением ОС Windows NT.

Кэш-память

Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная, сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

Замечания

Для компьютеров на основе Intel 80386DX или 80486X размер кэш-памяти в 64 Кбайт является удовлетворительным, 128 Кбайт - вполне достаточным. Компьютеры на основе Intel Pentium обычно оснащаются кэш-памятью емкостью 256 Кбайт.

Некоторые производители в погоне за снижением себестоимости поставляют компьютеры без кэш-памяти или с фальшивой кэш-памятью. Следует иметь в виду, что это может сильно снизить производительность компьютера, иногда почти в два раза. Если учесть небольшую скорость кэш-памяти, такую экономию вряд ли можно считать разумной.

Микропроцессоры серий 486 и Pentium содержат небольшую внутреннюю кэш-память, поэтому для однозначности терминологии в технической литературе, кэш-память, размещаемую на системной плате, называют кэш-памятью второго уровня.

BIOS (постоянная память)

В IBM PC совместимых компьютерах имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при ее изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти обычно называется ROM (Read Only Memory, или память только для чтения), или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).

В IBM PC совместимом компьютере в постоянной памяти хранятся программы, для проверки оборудования компьютера, проверки загрузки операционной системы и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое оперативной памяти называется BIOS (Basic Input-Output System).

CMOS (полупостоянная память)

Кроме обычной оперативной памяти, в компьютере также имеется небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS-памятью, поскольку эта память выполняется по CMOS-технологии (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), обладающим низким энергопотреблением. Содержание CMOS-памяти не изменяется при включении электропитания компьютера, поскольку для ее питания используется специальный аккумулятор. Для изменения параметров настройки компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера SETUP.

Видеопамять

Цифровые мониторы TTL

Термином TTL (Transistor Transistor Logic) обозначают стандартную серию цифровых микросхем, применяемых в электротехнике, сигналы имеют только два состояния: логической “1” и логического “0”.

Монохромные мониторы

Сигналы управления в монохромных мониторах формируются графическими картами MDA или Hercules. Понятие монохромный монитор означает, что точка на экране может быть только светлой или темной.

Hercules – монитор способен отображать изображение с разрешением 728 на 348 точек, причем только в виде светлых и темных точек. Hercules – мониторы компактнее и легче других мониторов.

Цифровые мониторы RGB(red, green, blue)

Эти мониторы в основном предназначены для подключения к карте стандарта EGA. Эти мониторы по сравнению с мониторами Hercules имеет меньшее разрешение. У RGB-монитора каждый цветовой сигнал передается от карты к монитору в цифровом виде по отдельному проводнику.

Аналоговые мониторы.

Они работают с графическими картами стандарта VGA и выше, то есть 640*480 пикселов и более. Обозначение аналоговые основывается не на возможностях расширения, в отличие от TTL-мониторов, а на способе передачи информации о предоставляемых цветах от видеокарты к монитору. При работе в режиме True Color должно иметься соответствующее число линий для передачи палитры цветов с 24 ступенями глубины.

Аналоговые передачи сигналов осуществляются в виде напряжения различных уровней. VGA-мониторы могут работать не только в цветном, но и в монохромном режиме.

Мультичастотные мониторы.

Все современные мониторы можно разделить на три группы.

С фиксированной частотой, они воспринимают синхросигналы какой-нибудь одной частоты.

С несколькими фиксированными частотами, они менее критичны к значениям частот синхроимпульсов и могут работать с набором из двух или более сочетаний частот.

Мультичастотные (Multifrequrncy), они обладают способностью настраиваться на произвольные значения частот синхросигналов.

Жидкокристаллические дисплеи LCD (Liquid Crystal Display)

Этот экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического заряда.

Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому подобные мониторы нуждаются в подсветке (BackLight) или во внешнем освещении. Дальнейшее развитие LCD-мониторов направлено на представление цвета, то есть на изменение отдельными кристаллами своей окраски под действием электрических импульсов.

Газо-плазменные мониторы

Они имеют также две стеклянные пластины, между которыми находятся не кристаллы, а газовая смесь, которая высвечивается в соответственных местах под действием электрических импульсов. Недостатки этих мониторов – это невозможность использования в персональных переносных компьютерах, с аккумуляторным и батарейным питанием, из-за большого потребления тока.

Характеристики мониторов

Диагональ монитора

Мониторы различного размера – чаще всего от 14 до 21 дюйма. Размер монитора определяется по диагонали кинескопа. Для пользователя, проводящего много времени за компьютером предпочтительнее иметь монитор размером 17 дюймов. В издательских, конструкторских и других применениях лучше иметь мониторы размером 20-21 дюйм.

Зерно экрана

Мониторы бывают с различным зерном, то есть расстояние между точками люминофора одного цвета. Размер зерна во многом определяет качество монитора и четкость показываемого им изображения. На качественных мониторах размер зерна – 0,25 мм, на мониторах среднего класса – 0,28 мм, на низкокачественных мониторах – 0,39 или даже больше.

Разрешение

При покупке монитора нужно обратить внимание на разрешение. Разрешение VGA 640 на 480 точек используется в настоящее время очень редко. Аналоговые мониторы должны обеспечивать разрешение не ниже 1024 на 768, а мультичастотные до 1280 на 1024 и выше.

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность монитора обычно указывается в технических характеристиках монитора. У монитора 14 дюймов потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт, чем больше потребляемая мощность, тем выше его нагрев.

Модемы и факс-модемы.

Модем это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть.

Факс-модем – это устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными сообщениями с другими факс-модемами и обычными телефонными аппаратами.

Поскольку реализация факсимильных функций обходится недорого (от 5 долларов), большинство современных модемов оснащены этими функциями, то есть являются факс-модемами.

Некоторые модемы обладают голосовыми возможностями, то есть могут принимать по телефонной сети звуковые сообщения, записывая их в файл и воспроизводить звуковые файлы в телефонную сеть. Такой модем в сочетании с соответствующими программным обеспечением может, например, использоваться в качестве автоответчика, осуществлять рассылку голосовых сообщений и т. п.

Подключение к сети

Как правило, модем содержит два стандартных телефонных разъема RJ-11. Один такой разъем с надписью LINE используется для подключения к телефонной сети, а в другой можно подсоединить обычный телефонный аппарат

Внутренние модемы

Внутренние модемы дешевле, так как не нуждаются в отдельном блоке питания, они не занимают разъемы портов на задней стенке компьютера. Однако они не так удобны, поскольку они не содержат световых индикаторов, по которым можно узнать состояние модема, а иногда при их зависании приходится включать и выключать компьютер, в то время как для внешнего модема было бы достаточно выключить и снова включить компьютер. Кроме того, в наших телефонных сетях иногда проходят импульсы высокого напряжения. При получении такого электрического удара для внешнего модема в худшем случае сгорит сам модем, а для внутреннего может прийти в негодность сам компьютер. Поэтому, как правило, применение внешних модемов является более предпочтительным.

Внешние модемы

Внешние модемы бывают:

Настольные - обычно размером с небольшую книжку.

Портативные – уменьшенного размера (например, с пачку сигарет), с более прочным корпусом.

Монтируемые в стойку – это профессиональные модемы, применяемые на коммуникационных серверах. Эти модемы вставляются в специальные стойки, содержащие несколько таких модемов, что позволяет компактно разместить модемы, уменьшить путаницу кабелей и упростить работу обслуживающего персонала.

Скорость модема

Модемы отличаются друг от друга по максимальной скорости обмена данными. Скорость измеряется в битах в секунду.

2400 9600 бит/с – такие модемы являются сильно устаревшими, практически везде сняты с производства. С модемом 2400 бит/с, перекачка одного Мбайта данных займет около полутора часов.

14400 бит/с – такие модемы весьма дешевы, поскольку тоже считаются устаревшими. Но на многих телефонных линиях большей скорости, чем 14400 бит/с добиться невозможно, так что покупка этих модемов может быть вполне оправданной.

28800 и 333600 бит/с – модемы с такой скоростью появились совсем недавно, они в два раз дороже модемов со скоростью 14400 бит/с. Но работа с такой скоростью возможна только на достаточно чистой линии (не зашумленной). Так что при покупке таких принтеров надо проявлять осторожность.

Устройства ввода

Клавиатура.

Клавиатура IBM PC предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя. Пока задача распознавания компьютером человеческого голоса удовлетворительно не решена, поэтому печатать на клавиатуре основной способ ввода алфавитно-цифровой информации от пользователя в компьютер.

На IBM PC-совместимых компьютерах наиболее широко распространена так называемая улучшенная клавиатура с101 или 102 клавишами.

Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя (механического или мембранного). Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает (сканирует) состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер сообщение, состоящее из номера (так называемого скан-кода) клавиши и признака, была ли эта клавиша нажата или опущена. Эти сообщения принимаются и обрабатываются подпрограммами операционной системы или BIOS компьютера.

По технологии изготовления клавиатуры бывают механические, есть основанные на механических переключателях и мембранные (в них нажатие клавиш приводит к прикосновению двух мембран, через которые проходит слабый электрический ток). Однако оба эти вида клавиатур бывают самого различного качества – от превосходящего до прескверного.

Для эффективной работы на клавиатуре очень важно удобное расположение клавиш. Но не менее важны и другие характеристики: надежная и бессбойная работа клавиш, мягкий и удобный для рук ход клавиш, удобный наклон клавиатуры, наличие выступов или углублений на клавишах с латинскими буквами F, J, а также на клавише 5 в правой части клавиатуры, позволяющей на ощупь правильно ставить руки при слепой печати.

Мышь

На настольных компьютерах наиболее часто используемым указательным устройством является мышь-манипулятор, представляющий собой небольшую коробочку с двумя или тремя кнопками, легко умещающуюся на ладони.

В зависимости от принципа устройства, мыши делятся на:

Механические - в них при перемещении мыши внутри вращается шарик, и это вращение отслеживается механическими датчиками (колесиками);

Оптомеханические - в них при перемещении мыши внутри также вращается шарик, но вращение шарика отслеживается оптическими датчиками;

Оптические мыши – в них нет шарика и других движущихся (механических) частей. Эти мыши используются только вместе со специальными ковриками с нанесенной сеткой. Движение мыши по коврику отслеживается оптическими датчиками.

Чтобы шарик оптомеханической или механической мыши не проскальзывал и меньше загрязнялся, рекомендуется перемещать мышь не по поверхности стола, а по специальному коврику, обеспечивающему надежное сцепление с шариком мыши.

На большинстве мышей имеются только две кнопки. А на некоторых – три, однако, средняя кнопка практически никогда не используется. Бывают, однако, и мыши с множеством кнопок (сорока), они используются со специальными драйверами, позволяющими приписывать дополнительным кнопкам определенные действия (скажем, ввод той или иной команды). При работе с некоторыми программами такие мыши могут значительно увеличить производительность труда.

Трекбол

По принципу трекбол можно сравнить с мышью, которая лежит на спине. Обычно трекбол использует оптико-механический принцип регистрации положения шарика.