Файл: Архитектура современных компьютеров (Структура и функциональные возможности ПК).pdf

Но, если вы собрались обрабатывать музыкальные композиции, фотографии или видео, играть в ресурсоемкие игры с высоким качеством, смотреть фильмы в HD или 3D качестве, то встроенных возможностей не хватит. В этом случае необходимо установить аудио и (или) видеокарту, которые имеют большую производительность, собственную оперативную память и зачастую, свой процессор. Отметим, что на материнской плате всегда имеются разъемы для дополнительной аудио и видеокарт.

И так, видеокарта состоит из:

1. Графический процессор, который занимается расчетами выводимого изображения на экран.
2. Видеоконтроллер. Он отвечает за формирование изображения в видеопамяти, дает команды на формирование сигналов развертки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора.
3. Видеопамять это так называемый кадровый буфер, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором, в дальнейшем выводимое на экран монитора.
4. Цифро – аналоговый преобразователь, преобразовывает изображение, формируемое видеоконтроллером, в более насыщенные тона, подаваемые на аналоговый монитор.
5. Видео – ПЗУ (постоянно запоминающее устройство), в которое записаны видео–BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п.
6. Видеодрайвер. Обеспечивает корректную работу графического адаптера. Видеодрайвер является интерфейсом между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером.

Аудио карта (или звуковая карта) подразделяется на типы: внутренняя или внешняя звуковая карта. Внутренняя устанавливается в компьютер в свободный слот, а внешняя, путем подключения к USB разъему интерфейсным кабелем.

Сетевая карта, как и аудио (видео) карта, также встроена в материнскую плату. Современные системные платы довольно мощные в отношении сетевого оборудования, поэтому нет особой необходимости в приобретении дополнительной сетевой карты. Однако, если вы чувствуете (или знаете), что встроенных возможностей не хватит, всегда можно установить дополнительное оборудование.

При этом не забывайте, что каждое дополнительное оборудование требует своего питания. Поэтому, покупая каждую новую плату, не забывайте оценивать достаточность питания, которое вырабатывает ваш блок питания.

1.3 Основные внешние устройства. Их назначение

Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой — пользователями, объектами управления и другими компьютерами.

Внешние или периферийные устройства можно разбить на группы:

• Устройства ввода - предназначены для ввода (занесения) данных или сигналов в компьютер  или в другое электронное устройство во время его работы;
• Устройства вывода - преобразуют результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления;
• Устройства хранения – это устройства предназначенные для длительного хранения данных или программ;
• Устройства обмена – это устройства предназначенные для обмена данными между компьютерами ид другими устройствами на удалённом расстоянии.

Устройства ввода информации.

Клавиатура и мышь – средство ввода информации и команд в компьютер. Отметим, что клавиатуры бывают полноформатными и сокращенными, а мыши различаются по форме и количеству функциональных клавиш.

Рисунок 3. Клавиатура и мышь

Клавиатуры подразделяются на мембранные (гибкие клавиатуры, у которых отсутствует жесткий корпус. Такие клавиатуры устойчивы к воздействию влаги, а клавиши нажимаются практически бесшумно), механические (клавиши после нажатия возвращаются в исходное положение пружиной. Контакты металлические или позолоченные; недостатки: шумные и дорогие), полумеханические (имеют долговечные металлические контакты, а клавиши после нажатия возвращаются резиновым куполом).

Есть алфавитно-цифровые клавиатуры, используются для управления техническими и механическими устройствами; цифровой клавиатурой называется совокупность близко расположенных клавиш с цифрами, предназначенных для ввода чисел; мультимедийные клавиатуры имеют помимо стандартного набора из ста четырёх клавиш, дополнительные клавиши, которые предназначены для упрощённого управления некоторыми основными функциями компьютера.

Компьютерные мыши также подразделяются на виды. Есть шариковые мыши, оптические мыши первого и второго поколения, оптические лазерные мыши, индукционные и гироскопические мыши.

В шариковых мышах шарик с резиновым покрытием 'перекатывается' по поверхности и при своем движении вращает два ролика, которые перемещают курсор.

Оптические мыши первого поколения использовали в своем устройстве специальные датчики, которые считывали не движение самой мыши, а поверхности, на которой она находилась, так же для них требуется специальный коврик.

Оптические мыши второго поколения сделаны на базе микросхемы, содержащей фотосенсор (чувствительное устройство, предназначенное для преобразования спроецированного на него изображения в электрический сигнал.) и процессор обработки изображения.

В лазерных мышках используется лазер. Лазер испускает узконаправленный пучок света, позиционирование курсора достигает высокой точности.

Индукционные мыши используют специальный коврик, работающий по принципу графического планшета или входят в комплект графического планшета.

Работа гироскопических мышей основывается на двуосном гироскопическом датчике, который отслеживает перемещения мыши в пространстве.

Сканеры. С помощью них можно вводить как текстовую, так и графическую информацию. Сканеры бывают разных типов.

Планшетные сканеры. Предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Рисунок 4. Планшетный сканер

Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную.

Рисунок 5. Ручной сканер

Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования изображений, имеющих высокое качество.

Рисунок 6. Барабанный сканер

Монитор – это средство визуализации информационного обмена, происходящего между вами (как пользователя) и вычислительной системой – компьютером. Мониторы различаются по размерам, производительности матрицы, цветовой гамме и т.д.

Рисунок 7. Мониторы

Современные телевизоры и мониторы полностью взаимозаменяемы.

Колонки – устройства для воспроизведения звуков. Различаются внешним видом и мощностью воспроизводимых звуков. В настоящее время колонками могут оснащаться мониторы.

Принтеры. В качестве устройств вывода данных также используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге. Все принтеры могут выводить как текстовую информацию, так и изображения. Все принтеры можно поделить на четыре основных типа — матричные, струйные, лазерные.

Матричные принтеры. Принцип работы этих принтеров выглядит так: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (их называют иголками). Головка движется вдоль печатаемой строки, а иголки в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.

Рисунок 8. Матричный принтер

Струйный принтер. В данных принтерах изображение формируется микроскопическими каплями краски, вылетающих на бумагу через маленькие отверстия. В качестве элементов, выталкивающих струи чернил, применяются пьезокристаллы. Пьезокристаллы имеют свойство расширяться, если к ним подводится электричество. Пьезокристаллы устанавливают в печатающую головку таким образом, что они расширяются в том направлении, в котором должны вылетать капельки чернил. Данный метод печати обеспечивает более высокое качество печати по сравнению с матричными принтерами, он очень удобен для цветной печати.

Рисунок 9. Струйный принтер

Лазерные принтеры. В данных принтерах для печати используются лазерный луч, управляемый компьютером. В лазерном принтере имеется валик, покрытый полупроводниковым веществом, которое электризуется от попадания лазерного света. Луч при помощи поворотного зеркала посылается в то место валика, где должно быть изображение. Это место электризуется и к нему "прилипают" мельчайшие частицы сухой краски, которая находится в контейнере под валиком. После этого валик прокатывается по листу бумаги и краска переходит на бумагу. Чтобы красящий порошок закрепился, специальный механизм проводит бумагу через нагревательный элемент и краска спекается.

Рисунок 10. Лазерный цветной принтер

Так же существует еще одно устройство вывода графической информации, так называемы плоттер или графопостроитель, предназначенный для вывода различных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого формата. Плоттеры бывают монохромными и цветными. По технологии нанесения изображения плоттеры делятся на перьевые и струйные.

Рисунок 11. Перьевой и струйный плоттер

Устройства ввода внешней информации. Основное предназначение данных устройств не требует особых пояснений. Можно лишь отметить, что необходимо понимать какими внешними устройствами вы будете пользоваться. В реальное время самую большую известность имеют DVD и USB накопители.

Впрочем, CD также не потеряли свою актуальность. Кроме того, на CD диски записана основная масса аудиофайлов. Отметим при этом, что DVD приводы достаточно просто читают CD диски. То же самое, можно заявить, про BluRay (BD) приводы. Они могут читать и DVD, и CD диски. К тому же, естественно, и BD диски.

USB или flash накопители сейчас имеют самое большое распространение. Это легко объяснить с точки зрения логики, так как они имеют маленькие габариты, большие объемы памяти и довольно высокую скорость обмена информацией с компьютером.

Отметим одну особенность: наличие USB входа на корпусе системного блока абсолютно не значит, что вы сможете его использовать. Для этого необходимо наличие на материнской плате, вставленной в ваш системный блок, соответствующего разъема, подключенного к данным USB входам.

А так же есть устройство предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами – это модем.

Все основные устройства, необходимые для работы персонального компьютера были перечислены. А так же описан их принцип работы, состав и назначение.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Общая характеристика задачи

Рассмотрим следующую задачу.

Компания ОАО «Роснефть» занимается перевозкой грузов. Для определения расходов на покупку материалов каждый месяц проводится учет числа приобретаемого горючего. Данные о ценах и количестве приобретаемого топлива в течение месяца приведены на рис.1.