Файл: Устройство персонального компьютера (История создания ПК. Поколения ПК).pdf

Компьютеры 40 и 50 годов были очень большими устройствами и были очень дороги. Однако в борьбе за покупателей фирмы, производившие компьютеры, стремились сделать свою продукцию компактнее и дешевле. В 1965 году фирма Digital Equipment Corporation выпустила первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью в 20 тыс. долларов. В дальнейшем с изобретением интегральных схем – чипов – появилась возможность еще более уменьшить размеры и удешевить компьютеры. В 1975 году был выпущен первый, коммерчески распространяемый компьютер  Altair-8800 (Альтаир-8800), построенный на основе микропроцессора Intel-8080. Он стоил 500 долларов. Начался рост производства персональных компьютеров.

В 1979 году фирма IBM – мировой лидер в разработке и производстве больших компьютеров решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. В 1981 году новый компьютер под названием IBM PC был представлен публике.

Через несколько лет персональные компьютеры фирмы IBM стали ведущими на рынке. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры (совместимые с IBM PC) составляют около 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

Главным достоинством компьютеров IBM является так называемый принцип открытой архитектуры, то есть возможность собирать компьютер из различных блоков, присоединяя их к материнской плате при помощи стандартных разъемов – слотов. Это позволяет увеличивать объем памяти, устанавливать новые устройства для обработки изображений и т.д.

Современный ПК по своим возможностям превосходит первый, как первая электронная вычислительная машина превосходила счетную машину Паскаля. Однако есть области человеческой деятельности, где их мощности недостаточно. Это относится к обработке очень больших объемов информации в научных исследованиях, инженерных расчетах, создании видеофильмов, военной промышленности. В этих случаях позволяют хранить и обрабатывать совершенно немыслимые объемы информации. Если ПК хранит сотни Тбайт информации и имеет скорость работы в сотни миллионов операций в секунду, то супер-эвм может хранить до тысячи Тбайт информации и обрабатывать ее со скоростью в несколько триллионов операций в секунду.

Для успешной работы на ПК необязательно знать его устройство. Однако лучше все-таки знать какие устройства входят в состав ПК, основные принципы их работы и характеристики. Это позволит сознательно использовать все технические возможности компьютера, совершенствовать его.

1.3 Цель использования ПК. Типы ПК

Персональные компьютеры представляют собой относительно компактные устройства, предназначенные для практического использования с целью повышения личной производительности при выполнении многих задач, обычно выполняемых на рабочем месте. Типы персональных компьютеров включают планшеты, мобильные устройства, нетбуки или ноутбуки и настольные компьютеры. Эти машины повышают производительность и эффективность работы. Использование персональных компьютеров в деловой среде в сочетании с достижениями в области коммуникационных и информационных технологий изменило то, как трудящиеся во всем мире выполняют свою работу. Персональные компьютеры позволяют многим сотрудникам работать вне традиционной офисной среды с помощью удаленной работы, виртуальных команд и виртуальных рабочих мест - вариантов, которые имеют преимущества как для отдельного сотрудника, так и для организации.

Персональные компьютеры - это компактные устройства, которые предназначены для практического использования с целью повышения личной производительности при выполнении задач, обычно используемых на рабочем месте. В отличие от больших среднеразмерных, мейнфреймовых и суперкомпьютеров, персональные компьютеры предназначены для индивидуального использования.

Существует несколько общих категорий персональных компьютеров.

- Настольный компьютер является оригинальной формой персонального компьютера. Клавиатура и блок дисплея располагаются на столе или под ним. Эти компоненты соединены кабелями с блоком обработки данных, который находится на столе или под ним.

- Вторая категория персональных компьютеров - это нетбуки или ноутбуки. Эти устройства отличаются портативностью. Клавиатура, блок дисплея и основные компоненты обработки данных объединены в единый блок.

- Персональные компьютеры в виде планшетов еще компактнее и легче. Эти машины бывают различных форм и размеров в зависимости от назначения. iPad, производимый компанией Apple, является популярной моделью планшетного компьютера.

- К другой категории персональных компьютеров относятся портативные компьютеры, в том числе мобильные устройства. Также известные как смартфоны, они представляют собой один из самых распространенных примеров персональных компьютеров. Развитие технологий мобильных устройств привело к тому, что смартфоны смогли реализовать все функции ноутбука или настольного компьютера. Они также функционируют как телефоны, GPS-устройства, камеры и видеокамеры.

В середине 20-го века компьютеры были большими, громоздкими вещами, которые существовали только в сфере крупного бизнеса и научных исследований. Почти вся корреспонденция и техническое письмо писали от руки или печатали на электрических или ручных пишущих машинках. Этот рабочий процесс навсегда изменился в результате внедрения текстового процессора. Эти машины позволяли писать и редактировать документы в электронном виде.

Глава 2. КОМПОНЕНТЫ СОРЕМЕННОГО ПК

2.1 Основные компоненты современного ПК, их виды и характеристики

Одним из существенных достоинств современного ПК является гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования и в быту. Исторически компьютер появился как машина для вычислений и назывался электронной вычислительной машиной – ЭВМ. Его структурный состав сильно отличался от состава современных компьютеров.

К основным компонентам современного ПК, без которых ЭВМ не сможет полнофункционально работать, относят:

– монитор;

– системный блок;

– клавиатура;

– мышь.

Монитор

Монитор (дисплей) – это основное устройство для отображения информации, выводимой во время работы программы на компьютере. Дисплеи могут существенно различаться, от их характеристик зависят возможности компьютера и используемого программного обеспечения.

По конструкции монитор аналогичен электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) цветного телевизора. Однако, в отличие от телевизионного, экран монитора строит изображение из более мелких точек и сменяет их со значительно большей частотой (около 100 раз в секунду, а телевизионное изображение имеет частоту смены – 25 раз в секунду). Благодаря этому изображение на экране монитора не мерцает и выглядит более четким и красочным. Размер экрана определяется по диагонали в дюймах. Современные мониторы имеют размеры 19, 21 и более дюймов. Применяют мониторы и больших размеров, но они значительно дороже.

Наиболее распространенными являются ЖК-дисплеи (их еще называют LCD-мониторы), плазменные панели, OLED и LEP дисплеи.

Жидкокристаллический дисплей (ЖК) – плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.

LCD (Liquid Сrystal Display ) – разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея. Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова компании RCA.

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие соответственно шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.

LED (Light Emitting Diode ) – монитор с жидкокристаллическим экраном, подсветка которого осуществляется светодиодной матрицей (LED).

С потребительской точки зрения ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой отличают четыре улучшения относительно ЖК c подсветкой электролюминесцентными лампами:

– улучшенная контрастность (не реализовано на Edge-LED);

– улучшенная цветопередача (особенно с RGB-матрицей);

– пониженное энергопотребление, если сравнивать с ЖК (CCFL), то на 40;

– чрезвычайно малая толщина (только у Edge-LED).

2.2 Системный блок

Системный блок – один из основных элементов, защищающий внутренние компоненты компьютера от внешнего воздействия и механических повреждений, поддерживающий необходимый температурный режим внутри, экранирующий создаваемые внутренними компонентами электромагнитное излучение и являющийся основой для дальнейшего расширения системы.

Системные блоки изготавливают заводским способом из деталей на основе стали, алюминия и пластика и имеют различные формы. Для креативного творчества используются такие материалы, как древесина или органическое стекло.

Основными компонентами, который входят в системный блок, являются центральный процессор, система охлаждения, материнская плата, оперативная память, жесткий диск, CD-DVD привод, видеокарта, блок питания. Существует несколько типов корпусов:

1. Desktop.

2. Mini - Tower.

3. Midi - Tower.

4. Big - Tower.

Desktop - это настольный блок, предназначенный находится на столе под монитором. Корпуса типа Tower (башни) - это вертикальные блоки, они же являются и самыми распространенными. Приставка «Mini-», «Midi-», «Big-» означает размер корпуса по вертикали.

2.3 Центральный процессор

Центральный процессор – устройство, выполняющее алгоритмическую обработку информации, и, как правило, управление другими узлами компьютера или иной электронной системы.

По функциональной направленности процессоры разделяются на:

– процессоры общего назначения. Такие процессоры могут достаточно эффективно решать широкий класс задач управления, вычислительных и пр. Именно процессоры этого класса используются в качестве центрального процессора в настольных рабочих станциях.

– процессоры цифровой обработки сигналов (ПЦОС). Эти процессоры специализированы под вычислительные задачи, связанные с цифровой обработкой сигналов. Функциональные устройства этих процессоров особенно эффективно выполняют характерные для этого класса задач операции: свёртки, фильтрации, перемножение векторов и матриц. В процессорах этого типа наиболее широко используется архитектура явного параллелизма. Также важной особенностью ПЦОС является малая энергозатратность на единицу вычислительной мощности, что обеспечило их применение в таких устройствах, как ноутбуки (нетбуки), мобильные телефоны, фото-, видеокамеры и прочее.

– микроконтроллеры. Задачи микроконтроллеров связаны в первую очередь с управлением устройствами в реальном времени, что определило и основные свойства микропроцессорных ядер в них: широкий набор операций ввода-вывода, лёгкая предсказуемость поведения во времени, большая скорость реакции на прерывания. Это очень простые процессоры, большинство из них 8-битные, и интегрированы со специфической периферией: таймерами, контроллерами последовательных каналов связи, двунаправленными портами ввода-вывода. Они широко используются в разнообразных портативных устройствах.

Центральный процессор - это обслуживание компьютерной системы, которая выполняет инструкции компьютерной программы. Это основная часть, выполняющая роли компьютера. Он передает каждую команду программы для выполнения основных арифметических, логических и операций ввода / вывода системы.

Процессор имеет много разных целей, которые могут перемещать данные из одного места в другое, принимать решения и переходить к новому набору заказов на основе этих решений. Частота процессора - это мегагерц или мегагерц, а в последнее время - гигагерц. Чип с мегагерцовой частотой 900 МГц мог бы выполнять 900 миллионов циклов в секунду.