Добавлен: 31.03.2023
Просмотров: 350
Скачиваний: 2
Виды персональных компьютеров.
Изучая литературу для курсовой работы, я поняла что не только истории ПК уделяется много времени, но и видам персональных компьютеров. Информацию считают необходимой давать даже при ознакомлении с компьютерами [пожилых людей][24]. В издании она может упоминаться в кратком изложении, или в развернутом виде, посвящая ей десятки страниц. История планшетных компьютеров и портативных компьютеров детально расписана у Демидова[25].
Разделять персональные компьютеры можно по «мобильности», диагонали экрана, по назначению и техническим характеристикам. По мобильности можно выделить «переносные» и «стационарные». Стационарные – настольные ПК. Имеющие отдельно дисплей и системный блок, подключаются клавиатура и мышь. Переносные – все в одном.
Разновидности переносных компьютеров:
Tablet PC - Планшетные ПК с сенсорным экраном. Управляются с помощью прикосновения руки или стилуса. Возможность подключить клавиатуру и мышь.
КПК/PDA – Personal Digital Assistant- Карманные ПК, часто называют наладонными. Изначально предназначались как электронные органайзеры. С их помощью можно делать [всё][26], только не звонить.
Органайзеры (Электронные записные книжки) – они предназначены для работы с текстовыми файлами: чтение, ввод, редактирование информации.
E-books (электронные книги) – для чтения книг в различных форматах. Использование в большинстве случаев тип дисплея e-lnk, так называемую электронную бумагу, яркость которой регулируется окружающим/падающим светом. Некоторые автономны, некоторые имеют выход в интернет и возможность пользоваться приложениями для чтения онлайн. Например [magicbook A6LHD от gmini.][27]
Ноутбук (ПК блокнот) – портативный ПК, в корпусе объединены клавиатура, мышь, дисплей. Автономная работа может составлять от 1- 15 часов. Ноутбуки в свою очередь могут разделяться на основе размеров диагонали экрана:
1) 17 и более дюймов. Замена настольного ПК, габариты и вес значительны, что делает их не очень удобными в переносе. В большие можно установить 2 жестких диска и хорошую систему охлаждения;
2) 14-16 диагональ – получили широкое распространение, приемлемый вес, хороший уровень производительности;
3) 11-13,3 дюйма – субноутбуки, малый вес, малые габариты, маленький размер экрана, возникают проблемы с охлаждением; часто сборки идут на мобильных процессорах;
4) 9-12 дюймов – ультрапортативные ноутбуки. Вес около 1 кг, процессор с пониженным энергопотреблением, 4-7 часов автономной работы;
5) 7-12 дюймов, - Нетбуки, ориентация на просмотр веб страниц, почты и работа с офисными приложениями, низкая цена, отсутствие оптического дисковода, большое время автономной работы.
Ноутбуки могут разделяться и на основе технических характеристик и их назначения:
1) Бюджетные ноутбуки – низкая цена, ограниченная возможность
2) Средний класс – не лучшая энергоэффективность – малое время автономной работы
3) Бизнес-ноутбуки – для деловых людей, официальный дизайн, изготавливается из более дорогих материалов, чаще относятся к субноутбукам
4) Мультимедийные ноутбуки – довольно часто возможность просматривать видео без открытия ноутбука, возможен дисплей на задней стороне крышки, продвинутые – оснащены ТВ-тюнором и пультом дистанционного управления.
5) Игровые ноутбуки – компьютерные игры, мощная видео карта и высокая производительность процессора.
6) Мобильная рабочая станция – для профессиональной работы, производительный процессор.
7) Имиджевые –дизайнерские, яркие и запоминающиеся
8) «Внедорожники» - предназначены для работы в экстремальных условиях
9) С сенсорным экраном, возможность отсоединять экран от клавиатуры.
Преимущество переносных – мобильность, малый вес, подключение к беспроводным сетям, в основном они созданы для потребителя контента. Минус переносных устройств - они дороже чем стационарные; низкая производительность, если производительность и большая, то стоят они намного дороже; ограниченность модернизации – полузакрытый тип архитектуры, возможность замены жёсткого диска и ОЗУ, модернизация видеокарты в ноутбуках крайне редка; возможны проблемы с совместимостью с различными операционными системами, из-за специфичности компонентов; качество встроенных компонентов. Также можно отметить что переносные устройства постоянно греются и имеют не очень эффектную систему охлаждения, что порождает шум и заторможенную работу системы, при использовании процессора даже при просмотре видео контента. Пренебрегая этим фактом мы можем получить выход из строя микросхем. Мобильность ноутбуков вроде с одной стороны плюс, но он дает ещё и значительный минус для неаккуратных владельцев – повышенная вероятность поломки – их чаще ломают и случайно задевают. Сложность и дороговизна ремонта - из-за компактности и хрупкости деталей ноутбук относят в мастерские, самому починить его удается крайне редко. К тому же необходимо понимание в электронике.
Рассмотрев историю ЭВМ, Персональных компьютеров теперь становится понятным что это сложное устройство и оно эволюционирует благодаря человеку, а точнее его задачам, которые необходимо решить максимально быстро и точно. Идеи по обновлениям персональных компьютеров приходят не к одному человеку, а к целому поколению и диктуются тенденциями времени. Выявленная закономерность - компьютер, который возможно частично обновить самостоятельно, пользователю удобен и выгоден в обслуживании. Из истории понимаем что информатика вобрала в себя такие науки, как алгебру, физику, электронику и д.р. Стало очевидно, что в понятие устройство компьютера входит такое понятие, как программное обеспечение.
2. Устройство компьютера.
2.1. Основные устройства ПК
Современный компьютер состоит из нескольких компонентов - системный блок, периферийные устройства, которые расширяют возможности назначения компьютера, УВВ и программное обеспечение. В одной из [книг][28] современный ПК сравнили с конструктором для детей, это вполне логичное и очевидное значение. Если детали подходят, то можно заменить и обновить свой ПК.
Системный блок. Это основной узел, он собирает в себя часть важных и необходимых элементов. Воспользуемся определением из учебника. [Это основной блок ПК, представляющий собой металлический или пластмассовый корпус (case-кейс)…] [29]. Устройства, которые находятся внутри него - внутренние, а остальное относится к внешним. Системные блоки различаются формой: [горизонтальные (desktop) и вертикальные (tower)]. В офисах и дома используют чаще всего последний вариант. В наше время популярными формами являются вертикальный, поставил на пол или специальную подложку, размером не более метра на двадцать сантиметров, таким образом и ноги удобно поставить можно и большую площадь не занимает. Вертикальные делятся по габаритам: полноразмерные (midi tower), и малоразмерные (mini tower). При выборе системного блока не менее важно нужно учитывать что в нем будет размещаться, необходимо согласовывать с основным элементом – системной платой. Неотъемлемой частью корпуса является блок питания. 200-500 Вт примерная мощность для массовых моделей. [Ещё автор рассматривает другие требования, как ФОРМ-фактор][30]. На задней стенке системного блока можно увидеть разъемы для дополнительных устройств, они относятся к системной плате. На лицевой панели кнопка включения и выключения питания, кнопка перезапуска.
Материнская (системная) плата – (System/Mother Board) на ней расположены основные модули системного блока: платы расширения (интерфейсные схемы (карты), шины ввода/вывода; оперативная, постоянная и кэш- память; процессоры, сопроцессоры; кварцевый генератор синхронизации; графический адаптер, аудиоканалы, адаптеры СOM- и LPT-портов; дополнительные стабилизаторы напряжения питания и многое другое, полный список указан в [учебнике.][31] Это большой набор микросхем и проводников, печатная плата. Она не работает с напряжением 100-400 МГ. Для повышения производительности на материнскую плату могут устанавливать второй процессор, он будет обрабатывать информацию параллельно. Ведущие производитель материнских плат: Intel Corporation, ASUSTEK Computer Inc., GIGABYTE technology Co. Ltd, Foxxcon и другие. Различия материнских плат можно рассмотреть и с другой стороны – по количество и типу разъемов, это фактор рассмотрен в [учебном пособии][32]. Именно к материнской плате подключается все что должно функционировать через разъемы или слоты, одни имеют выход наружу, другие нет. Разъемы снаружи используются для подключения основных устройств и отвечают за быстродействие ПК. Более подробно разъемы рассмотрим позднее. Материнская плата часто имеет встроенные устройства: видео- и звуковая карты, встроенный модем и сетевая карта (для работы локально или для подключения к Сети), что значительно экономят место. Размеры материнских плат иногда играет самую главную роль. В Приложении 6 представлены популярные форм-факторы материнских плат, пример портов внешних устройств ATX (Advanced Technology eXtended). В Приложении 7 Также наиболее важными микросхемами являются северный (North Bridge) и южные (South Bridge) мосты чипсета. Именно он определяет какие устройства могут подключаться к mainboard.Современные ПК содержат две либо одну большие микросхемы чипсета. Первый вариант -трёхчиповый (третий чип – процессор): северный мост (North Bridge) и южные (South Bridge). В Северный включен контроллер-концентратор памяти (MCH), работа процессора с памятью и с видеоподсистемой или контроллер ввода-вывода (IOH) – для интегрирования контроллером памяти. Южный мост, обеспечивающий работу с внешними устройствами. Второй вариант-двухчиповая компоновка пример - Core i7 и Core i5. Помимо процессора, только одна большая микросхема чипсета (PCH – Platform Controller Hub). Обеспечивает работу с внешними устройствами.
Для лучшего усвоения материалы в учебных материалах рассматриваются аппаратные части компьютера на примере одной из моделей. В книге «Аппаратное обеспечение компьютера» [33]в главе 4 приведен пример материнской платы Intel DQ77CP. В ней же и описаны её характеристики, внешний вид и схема. Схема и внешний вид добавлены в Приложения 9-11. Автор взял мануал и адаптировал под русский язык, воспользовавшись официальным сайтом компании Интел. Техническая спецификация продукта имеет 98 страниц, где все более чем подробно описано про данный тип материнской платы. В приложение включать не буду, а просто оставлю ссылку, где с этой документацией можно ознакомиться [в полном объеме][34]. Для моей научной работы будет достаточным Приложения 9-11. На материнской плате имеется важная микросхема - BIOS (Basic Input-Output System – базовая система ввода-вывода). В некоторых материнских платах их количество может увеличиться до 2х -3х микросхем (так называемые основные и дублирующие). Её питает BP_BIOS и аккумуляторная батарейка. Более детально функции BIOS описаны в 3 разделе. Электронные компоненты при работе выделяют много тепла, поэтому устройства, на материнской плате снабжают встроенной системной охлаждения (радиаторами и трубками) и собственными системами охлаждения (кулерами, радиаторами). Главная информационная магистраль, которая связывает все встроенные устройство [воедино][35].
Слоты или разъёмы служат для подключение различных плат сопряжения с внешними устройствами и, конечно же, для реализация дополнительных возможностей. [PCI (Peripheral Component Interconnect bus) – шина для подсоединения периферийных устройств. Впервые массово применяться начала для Pentium-систем.] [36]
• PCI Express x16 –для совместимых видеокарт (ранняя версия AGP);
• PCI Express x1 – новые звуковые, сетевые платы;
• PCI – старые звуковые, сетевые платы, внутренние модемы, FM-, TV-тюнеры.
Внутренние порты:
- ATA (Advanced Technology Attachment) IDE (Integrated Drive Electronics) – дисковые устройства (HD, CD, DVD). Особенности- встроенный контроллер управления со спецификацией АТА. Характеристика подключения моделей UDMA-33 40-жильный шлейф и 40-контактные разъёмы, UDMA-66 и выше, вместе с 40-контактными разъёмами используются 80-жильные шлейфы, через один подключена земля. Изобретен в 1989 группой компаний Western Digital, Compaq и Imprimus.
- Serial ATA – дисковые устройства (HD, DVD); SATA –последовательный интерфейс подключения дисков. Кабели подключения для АТА –широкая лента для SATA –узкий кабель чаще красного цвета. Разработан группой компаний Seagate, Intel, Dell, IBM ,Quantum, и др в 2000 году.
Продвинутые пользователи ПК подключают жёсткие диски, используя контроллер Serial Attached SCSI (SAS) и разъёмы (SFF 8482, SFF 8484). SAS совместим с SATA-устройствами. Что это означает? SATA-устройства могут соединяться с SAS- контроллером или планкой SAS-разъёмов. А вот жёсткие диски с интерфейсом SAS не могут подключаться к шине SATA. Информация взята из учебника А.С. Грошева и П.В. Заклякова [37]
Внешние порты будут рассмотрены в разделе периферийные устройства.
Процессор, он же – ядро компьютера. Сверхбольшая интегрированная схема.[ Это кремниевый кристалл в пластмассовом, керамическом или металлическом корпусе, где имеются выводы для приема и выдачи электрических сигналов. Размеров кристалла и количеством размещенных в нем транзистором определяется степень интеграции.][38] Если процессор управляет другими вспомогательными процессорами (их ещё называют сопроцессорами), то речь идет о центральном микропроцессоре (CPU –Central Processing Unit). Основные функции МП: вычисление, пересылка данных, управление вычислительным процессом. МП напрямую взаимодействует с оперативной памятью (её позднее более детально рассмотрим). Состав МП – Арифметико-логическое устройство АЛУ, устройство управления УУ, внутренние регистры. С историей АЛУ мы ознакомились в первой главе. Оно может состоять из нескольких блоков, например обработки чисел с плавающей запятой и обработки целых чисел (основной). Такие нововведения ускоряют быстродействие МП – нет необходимости ждать последовательность операций, операции проходят параллельно, каждая в своем блоке. Сопроцессоры выполняют специфические функции. Например, графический сопроцессор [(craphics editor)][39], эффективно выполняет геометрические построения и обработку графики; сопроцессор ввода/вывода информации, забирает на себя функции взаимодействия с периферийными устройствами. [В современных компьютерах значительную роль играет процессор видеокарты (GPU), который занимается обработкой видеоинформации].[40] Радиоэлектронные компоненты (транзисторы) входят в отдельные маленькие функциональные блоки.