Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров (Корпус).pdf

В профессиональных ПЭВМ широко применяются цветные мониторы с очень высоким разрешением (1024х1024 и 2048х2048 точек) и возможностью получения изображений из 4096 базовых цветов, что обеспечивает до 16 млн. оттенков.

Пользователи ПЭВМ проводят в непосредственной близости от работающих дисплеев многие часы подряд. В связи с этим фирмы - производители дисплеев усилили внимание к оснащению экранов дисплеев специальными средствами защиты от всех видов воздействий, которые негативно сказываются на здоровье пользователя.

2.10 Принтер

Устройство основная задача корого- печать на бумаге черно-белого или цветного текста или изображения. Различают матричные, лепестковые, струйные и лазерные принтеры.

Самыми распространенными являются матричные принтеры.

Матричные принтеры наиболее распространены. Принцип работы заключается в том, что печатаемые принтером знаки синтезируются в при помощи игольчатой матрицы, которая двигается вдоль каждой печатаемой строки по специальной направляющей и ударяющей по красящей ленте. Чаще всего используются принтеры в которых количество таких головок равно 9 или 24. Они позволяют получать на выходе изображение или текст достаточно хорошего качества, снижая всете с этим скорость печати, которая и без этого невелика. Глвный недостаток матричного принтера помимо скорости печати – выскокий уровень шума при работе.

Другим видом печатающих устройств являются лазерные принтеры, которые также многообразны в возможностях печати, показывают высокое качество печати наряду с небольшими временными затратами. При этом они имеют собственный блок памяти, позволяют изменять масштаб шрифтов, использовать собственные; главным недостатком лазерного принтера следует указать требовательность их к качеству бумаги, которая должна быть плотной, не рыхлой и не обладать пластиковым покрытием и др. В последние годы широко развернулось производство не только черно-белых, но и цветных лазерных принтеров, при этом цена такого устройства вполне доступна для населения, что обеспечивает довольно высокий спрос на лазерные принтеры, поскольку в отличие от струйных, они лишены недостатка, связанного с засыханием чернил в печающей головке или сопле печати.

Еще одним типом печатающего устройства занимающим значительную долю рынка являются струйные принтеры. Они занимают среднее положение между матричными и лазерными. Чернила, т.е. красящая жидкость для них помещается в специальных небольших картриджах, а в некоторых моделях и вовсе посредствомдополнительных соединяющих трубок баночки с краской выводятся из конфигурации принтера, что позволяет упросить процесс замены чернил: при истользовании картриджа требуется его полная замена или заправка, а при использовании внешних емкостей достаточно залить необходимый цвет в нужный объем. С одной стороны, они также как и матричные обрабатывают информацию построчной печатью, при этом обеспечивают более высокое качество печати. С другой стороны, они более простые в использовании и почти не производят шума во время работы. Работа с использованием подходящего программного обеспечения, они позволяют получать качественные графические и текстовые материалы. При этом скорость печали струйного принтера немного выше чем у матричного, а стоимость превосходит в разы, приближаясь к стоимости лазерного принтера в зависимости от выбранной модели.

Струйные принтеры нашли свое применение в слуаях когда скорость и качество печати не являются определяющими факторами, при этом постепенно заняли нишу рынка до того занимаему матричными принтерами, и на сегодняшний день эти два типа являются прямыми конкурентами.

2.11 Сканер

Одно из устройств, предназначенных для ввода информации в ПК. Выполняет считывание текстовой или графической информации, расположенной на бумаге для преобразования ее в цифровой формат с целью передачи на расстояние (реализовано в факсовой передаче файлов) или последующей обработки.

Различают рулонные, ручные, планшетные и проекционные сканеры. Принцип работы сканера заключается в том, что вдоль сканируемого объекта, который расположен на прозрачном неподвижном стекле, движется каретка с источником света, которая и сканирует информацию построчно. Отраженный свет попадает на фоточувствительные полупроводниковые элементы, каждый из которых принимает и обрабатывает информацию о структурных компонентах изображения – текст, графическая информация, цветовой спектр сканируемой информации. В настоящее время широкому кругу пользователей доступны как черно-белое сканирование ,так и цветное.Следует отметить,что сканеры вводят графическую информацию в ПК гораздо лучше чем цифровые камеры.

3. Функционально-структурная организация

3.1 Основные блоки ПК и их значение

Основные функции определяют назначение ЭВМ:обработка и хранение информации, обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечивают эффективные режимы ее работы, диалог с пользователем, высокую надежность и др. Названные функции ЭВМ реализуются с помощью ее компонентов: аппаратных и программных средств.

Структура компьютера - это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Достоинствами ПК являются:

малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;
автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;
гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;
"дружественность" операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;
высокая надежность работы (более 5 тыс. ч наработки на отказ).

Архитектура компьютера обычно определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. Основное внимание при этом уделяется структуре и функциональным возможностям машины, которые можно разделить на основные и дополнительные.

Структурная схема ПК представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Структурная схема персонального компьютера

3.2 Микропроцессор

Микропроцессор (МП). Это центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

В состав микропроцессора входят:

1. устройство управления (УУ) - формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций ; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;

2. арифметико - логическое устройство (АЛУ) -предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор);

3. микропроцессорная память (МПП) -служит для кратковременного характера, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессор. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт и более низкое быстродействие);

4. интерфейсная система микропроцессора - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс (interface)- совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I/O - Input/Output port) - аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК [11], [12].

3.3 Системная шина

Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

1. кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

2.кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

3. кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

4. шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

между микропроцессором и основной памятью;
между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Не блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: Непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шины осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему-контроллер шины, формирующий основные сигналы управления [13].

3.4 Основная память (ОП)

Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя).

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных) , непосредственно участвующей в информационно - вычислительном -процессе , выполняемом ПК в текущий период времени . Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке) . В качестве недостатка ОЗУ следует отменить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость) [14].

3.5 Внешняя память

Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на жестких (HDD) и гибких (HD) магнитных дисках.

Назначение этих накопителей - хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на магнитной дискете, накопители на оптических дисках (CD-ROM-Compact Disk Read Only, DVD, Memory-компакт-диск с памятью, только читаемой) и др.

3.6 Источник питания

Это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК.

Таймер. Это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания - аккумулятору и при отключение машины от сети продолжает работать [15].

4. Запоминающие устройства ПК

Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом. Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово).

Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации.

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации.