Добавлен: 24.04.2023
Просмотров: 267
Скачиваний: 2
- оперативной памяти,
- постоянной памяти,
- кэш-памяти.
Такое разнообразие внутренней памяти обусловлено тем, что программы, используемые процессором, могут быть условно разделены на две группы:
- временного (текущего) использования
- постоянного использования.
Программы и временные данные хранятся в ОЗУ и кеше только до тех пор, пока питание компьютера включено. После его отключения выделенная часть внутренней памяти для них полностью очищается. Другая часть внутренней памяти, называемая константой, является энергонезависимой, то есть программы и данные, записанные в нее, всегда сохраняются независимо от того, включен ли компьютер или выключен.
Рассмотрим некоторые виды памяти компьютера (жесткий диск и оперативную память) более подробно.
Жесткий диск
Накопитель на жёстких магнитных дисках, или НЖМД (hard disk drive, HDD), жёсткий диск, винчестер — запоминающее устройство (устройство хранения информации) представляет собой устройство хранения с произвольным доступом, основанное на принципе магнитной записи. Это основное хранилище данных на большинстве компьютеров.
С появлением первых жестких дисков для компьютеров на рынке было огромное количество производителей жестких дисков. В связи с быстрым ростом мощности, требующей современных технологий и снижением прибыли, большинство производителей либо покупались конкурентами, либо переходили на другие виды продукции.
Устройство жесткого диска[7] - винчестер содержит набор пластин, чаще всего металлические диски, покрытые магнитным материалом – платтером, и соединены вместе с помощью шпинделя.
Сами диски (толщина около 2 мм) выполнены из алюминия, латуни, керамики или стекла. (Рисунок 10)
Для записи используются обе поверхности диска. Используются пластины 4-9. Вал вращается с высокой постоянной скоростью (3600-7200 об / мин)
Вращение дисков и радикальное перемещение головок осуществляется с помощью 2 электродвигателей.
Рисунок – Устройство жесткого диска
Данные записываются или считываются с использованием головок чтения / записи по одному на каждой поверхности диска. Количество головок равно количеству рабочих поверхностей всех дисков.
Запись информации на диске осуществляется в строго определенных местах - концентрических дорожках (дорожках). Треки делятся на сектора. В одном секторе 512 байт информации.
Обмен данными осуществляется последовательно целым числом (кластером). Кластер - цепочки последовательных секторов (1,2,3,4, ...)
Треки жесткого диска с одинаковым серийным номером на разных дисках жесткого диска называются цилиндром.[8]
Читающие головки записи движутся вдоль поверхности пластины. Чем ближе к поверхности диска находится голова, не касаясь ее, тем выше допустимая плотность записи.
Логическое устройство винчестера
Новый жесткий диск первоначально не готов к работе. Прежде чем приступить к работе требуется задать его структуру. Структура или разметка диска будет создана при помощи форматирования (Рисунок 11).
Форматирование состоит из двух этапов[9]:
- физическое форматирование (низкого уровня)
- логическое форматирование (высокого уровня).
Рисунок – Логическое устройство жесткого диска
При физическом форматировании рабочая поверхность диска разделяется на отдельные области, называемые секторами, которые расположены вдоль концентрических окружностей - путей.
В процессе логического форматирования на диске выделяется системная область, состоящая из трех частей[10]:
- загрузочный сектор и таблица разделов (Boot reсord)
- таблицы распределения файлов (FAT, NTFS)
- корневой каталог (Root Directory).
Жесткий диск можно разделить на несколько логических дисков, и наоборот, два жестких диска могут быть объединены в один логический диск.
Оперативная память
Оперативная память (RAM–Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Внутреннюю память персонального компьютера разделяют на две части: [6]
- оперативную память (ОЗУ или RAM);
- постоянная память (ПЗУ или ROM).
Обе памяти расположены в одном адресном пространстве, и к ним можно обращаться одинаково. Оба блока памяти обеспечивают доступ к следующим участкам памяти :
- к отдельным байтам,
- 16-битным словам (с четными адресами),
- 32-битным двойным словам (имеющим адреса, кратные четырем)
- 64-битным четверным словам (имеющим адреса, кратные восьми).
Оперативная память используется для:
- временного хранения программ и данных.
Постоянная память используется для:
- хранения программ первоначального запуска,
- проведения самотестирования компьютера,
- хранения набора низкоуровневых операций ввода-вывода.
Объем оперативной памяти намного превышает объем постоянной памяти.
Различные компоненты компьютера взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через различные интерфейсы, поэтому системная шина используется для обмена информацией между процессором и ОЗУ (Рисунок 12).
Рисунок – Схема взаимодействия оперативной памяти компьютера с процессором
ОЗУ служит буфером между ЦПУ и жестким диском. Жесткий диск является энергонезависимым и хранит всю информацию в компьютере, но его окупаемость - низкая скорость. Если бы процессор принимал данные непосредственно с жесткого диска компьютера, он работал бы как черепаха. Решением этой проблемы является использование дополнительного буфера между ними в виде ОЗУ. [3]
Оперативная память изменчива и требует постоянного источника питания для своей работы, но во много раз быстрее. Когда процессору требуются какие-то данные, эти данные считываются с жесткого диска и загружаются в ОЗУ, и все дальнейшие операции с ними происходят в ней. После завершения работы с оперативной памятью, если результаты необходимо сохранить, они отправляются обратно на жесткий диск для записи на него, а из оперативной памяти они удаляются, чтобы освободить место для других данных. Если не нужно сохранять результаты, ОЗУ компьютера просто очищается.
Оперативная память выпускалась различных типов, которые использовалась или используется в персональных компьютерах. Разные поколения оперативной памяти не совместимы по разъему (Рисунок 13)
Рисунок – Разные поколения оперативной памяти
Различают следующие поколения оперативной памяти: [11]
- SIMM
- DIMM
- DDR
- DDR2
- DDR3.
Монитор
Монитор — устройство, предназначенное для воспроизведения видеосигнала и визуального отображения информации, полученной от компьютера.
Устройство имеет ряд характеристик[5]:
- диагональ экрана - размер матрицы монитора обычно указывают в дюймах. Современные производители предоставляют широкий спектр дисплеев с диагональю от 14 до 55 дюймов,
- соотношение сторон (Рисунок 14) – отношение горизонтали к вертикали, стандартным считалось соотношение сторон 3:4, но сейчас в основном, все современные мониторы обладают широкоформатным соотношением 16:9 и 16:10
Рисунок – Соотношение сторон монитора
- разрешение ЖК-матрицы - чем выше качество матрицы, тем больше будет пикселей, а это, в свою очередь, влияет на качество изображения. Сейчас распространено разрешение 1920 на 1080, что соответствует разрешению Full HD.
- углы обзора - углы обзора, по горизонтали и вертикали, напрямую влияют на качество картинки передаваемой экраном монитора,
- частота обновления - параметр указывает на количество формируемых кадров в секунду при построении картинки
- время отклика,
- набор интерфейсов для подключения к ПК
- технология изготовления ЖК-матрицы.
Устройства ввода вывода
Основными устройствами ввода вывода на современных компьютерах являются (Рисунок 15):
- Клавиатура - является основным устройством ввода данных. По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры.
- Мышь, трекбол, тачпад и т.д. – устройства работы с графическими объектами и манипулирования данными на экране.
- Устройства ввода графических данных - для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами
Рисунок – Устройства ввода информации
Устройства вывода данных
В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге. По принципу действия различают следующие виды принтеров [4]:
- Матричные принтеры,
- Лазерные принтеры,
- Светодиодные принтеры
- струйные принтеры.
Выводы по главе 1
Персональный компьютер выпускается в различные корпусах и содержит в своем составе множество различных устройств, которые имеют свои характеристики и назначение.
2. ИЗМЕРЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДОМАШНЕГО КОМПЬЮТЕРА
В качестве практического задания по изучению устройства персонального компьютера проведем тест производительности домашнего компьютера.
Тести производительности компьютера можно производить двумя способами:
1. С помощью встроенных в операционную систему программных средств.
2. С помощью специальных программ.
Проведем измерение производительности домашнего компьютера с помощь встроенных в операционную систему программных средств. Проверять производительность отдельных компонентов компьютера можно с помощью встроенных возможностей операционной системы Windows.
Для вывода на экран кликаем правой кнопкой мыши по значку «Мой компьютер» и выбираем свойства (Рисунок 16).
Рисунок – Свойства домашнего компьютера
Запускаем оценку производительности (Рисунок 17)
Рисунок – Запуск оценки производительности
Максимальная оценка, которую позволяют получить Windows 7, составляет 7.9. Задумываться о необходимости замены деталей стоит, если хотя бы один из показателей ниже 4. Результаты получившиеся после тестирования (Рисунок 18)
Рисунок – Результаты измерения производительности компьютера
Полученные оценки говорят следующее:
- Как правило, чем выше оценка, тем лучше производительность.
- Наименьшим возможным значением является 1,0.
- Наибольшим возможным значением является 7,9.
- Общая оценка выводится по самому низкому показателю.
После изучения общей производительности компьютера рассмотрим установленное аппаратное обеспечение внутри корпуса, для этого перейдем во вкладку Диспетчер устройств ()
Рисунок – Диспетчер устройств
Посмотрим параметры жесткого диска, установленного на компьютере можно в операционной системе в устройствах или с помощью специальных программ (Рисунок 20)[12]
Рисунок - Характеристики жесткого диска, установленного на компьютере
Также способом просмотра производительности компьютера является переход в диспетчер задач с помощью нажатия клавиш Ctrl + Alt + Delete или правый клик мыши по панели задач – там можно найти пункт, запускающий ту же утилиту.
Рисунок – Запуск диспетчера задач
По этой информации можно определить, как сильно загружены отдельные компоненты ПК (Рисунок 22). В первую очередь, это можно сделать по проценту загрузки, во вторую – по цвету линии (зелёный означает нормальную работу компонента, жёлтый – умеренную, красный – необходимость в замене компонента).
Рисунок – Загрузка процессора
Помимо изучения производительности компьютера средствами операционной системы, возможно второй способ с помощью стороннего программного обеспечения, например следующих программ: