Файл: Устройство персональных компьютеров.pdf

Введение

Двадцать первый век является веком новых технологий, компьютеров и техники. Всем хорошо известно, что компьютер является одним из важных способов получения информации. Прогрессом в вычислительной технике нельзя не восторгаться.

Производство компьютеров - это крупная отрасль промышленности: объём проданных за последние годы, этих чудо-машин, превышает более миллиарда. Такое активное развитие имеет свою интересную историю и своё происхождение. Исторический аспект рассматриваемого явления имеет также важное учебно-образовательное и общедеятельностное значение.

Термин «компьютер» означает «вычислитель», то есть механизм для вычислений. Необходимость в автоматизации обработки информации и вычислений появилась давно. Первым в мире устройством для вычисления были счёты, созданные более 1500 лет тому назад. Они работали в десятичной позиционной системе.

В наше современное время трудно представить жизнь без использования компьютера, однако до начала 70-х годов ХХ века вычислительные машины были малоизвестны и доступны не всем, а только узкому кругу специалистов, их применение нередко оставалось за секретным занавесом. Идея создания электронных вычислительных машин была зарождена в 30-40-х годах в четырёх странах: СССР, США, Германии и Великобритании.

Несколько электромеханических компьютеров были изобретены в период Второй Мировой войны. Первым электронным компьютером стал английский COLOSSUS-1, использующийся для расшифровки тайного кода, который Германия использовала для передачи значимой информации. В аналоговых вычислительных машинах все математические величины представляют собой непрерывное значение каких-либо физических величин.

В этих машинах применяется метод математического моделирования. Основным предназначением аналоговых вычислительных машин является решение линейных и дифференцированных уравнений.

В электронно-вычислительных машинах числа представляются в виде последовательных цифр. В современных ЭВМ числа представляются в виде кодов двоичных эквивалентов, иными словами, в виде комбинаций 1 и 0. 35 Принцип программного управления воспроизводится в электронно-вычислительных машинах. ЭВМ можно разделить на несколько видов: цифровые, электрифицированные и счётно-аналитические вычислительные машины.

Аналого-цифровые вычислительные машины сочетают в себе достоинства АВМ и ЭВМ. Они обладают такими характеристиками, как быстродействие, универсальность и простота программирования. Главной операцией является интегрирование. В АЦВМ числа представляются как в ЭВМ, а метод решения задач как в АВМ.

---

ЭВМ первого поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадёжными: лампы приходилось нередко заменять. Эти компьютеры были большими, неудобными и очень дорогими машинами. Язык программирования для каждой машины был индивидуален.

Набор программ был небольшой, практически отсутствовало программное обеспечение. Показатели объёма оперативной памяти и быстродействия были низкими. Во втором поколении компьютеров дискретные транзисторные логические элементы вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации использовались магнитные ленты и сердечники. Начали применяться языки высокого уровня программирования в качестве программного обеспечения.

Для ускорения вычислительных функций этих машин было осуществлено перекрытие команд. Первенство в изобретении интегральных схем, ставших элементной базой третьего поколения ЭВМ, принадлежит известным американским ученым Р. Нойсу и Д. Килби. Масштабное производство интегральных схем началось в 1962 году, а уже в 1964 стал происходить переход от дискретных элементов к интегральным.

Цель – рассмотреть устройство персональных компьютеров.

Задачи:

- рассмотреть устройство персональных компьютеров

- рассмотреть методы кодирования информации.

В основу работы легли исследования таких авторов, как Жиляков Е.Г. Белов С.П., Черноморец А.А. и др.

Глава 1. Устройство персонального компьютера

Устройство персонального компьютера

Персональные компьютеры выпускаются в следующих конструктивных исполнениях: стационарные (настольные) и переносные. Наиболее распространенными являются настольные ПК, которые позволяют легко изменять конфигурацию. .[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Евстифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].

Рассмотрим IBM – совместимый настольный персональный компьютер. Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно - модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых узлов и блоков (модулей), изготовляемых различными производителями. [ Родин, В. В. Канал ввода информации в ПЭВМ / В. В. Родин, О. Б. Шекера, В. Н. Ширчков // Учебный эксперимент в высшей школе. – 2005. – № 1. – С. 66].

---

Совместимость устройств является основополагающим принципом открытой архитектуры, которую предложила компания IBM. Это послужило толчком к массовому производству, как отдельных узлов, так  и компьютеров. .[ Попов, Т. А. Устройство ввода информации в ПЭВМ / Т. А. Попов, В. В. Родин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сборник научных трудов XI Международной научно-технической конференции в рамках II Всероссийского светотехнического форума с международным участием (г. Саранск, 3–4 дек. 2013 г.). – Саранск : Афанасьев В. С., 2013. – С. 433].

К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК:

• системный блок;
• клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер;
• манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер;
• монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации.

В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. .[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Евстифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].

Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера. .[ Попов, Т. А. Устройство ввода информации в ПЭВМ / Т. А. Попов, В. В. Родин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сборник научных трудов XI Международной научно-технической конференции в рамках II Всероссийского светотехнического форума с международным участием (г. Саранск, 3–4 дек. 2013 г.). – Саранск : Афанасьев В. С., 2013. – С. 433].

По форме корпуса бывают:

• Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора

Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу. .[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Евстифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].

Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК. [ Родин, В. В. Канал ввода информации в ПЭВМ / В. В. Родин, О. Б. Шекера, В. Н. Ширчков // Учебный эксперимент в высшей школе. – 2005. – № 1. – С. 66].

Порты (каналы ввода - вывода)

---

На задней стенке корпуса современных ПК размещены (точнее могут размещаться) следующие порты:

1. Game - для игровых устройств (для подключения джойстика).
2. VGA - интегрированный в материнскую плату VGA – контроллер для подключения монитора для офисного или делового ПК.
3. COM - асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1—СОМЗ). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.
4. PS/2 – асинхронные последовательные порты для подключения клавиатура и манипулятора мышь.
5. LPT - параллельные (обозначаемые LPT1—LPT4), к ним обычно подключаются принтеры.
6. USB - универсальный интерфейс для подключения 127 устройств (этот интерфейс может располагаться на передней или боковой стенке корпуса). .[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Евстифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].
7. IEЕЕ-1394 (FireWire) - интерфейс для передачи больших объемов видео информации в реальном времени (для подключения цифровых видеокамер, внешних жестких дисков, сканеров и другого высокоскоростного оборудования). Интерфейсом FireWire оснащены все видеокамеры, работающие в цифровом формате. Может использоваться и  для создания локальных сетей.
8. iRDA - инфракрасные порты предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК или сотового телефона к настольному компьютеру. Связь обеспечивается при условии прямой видимости, дальность передачи данных не более 1 м. Если в ПК нет встроенного iRDA адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB iRDA адаптера), подключаемого через USB-порт.
9. Bluetooth ("блутус")- высокоскоростной микроволновый стандарт, позволяющий передавать данные на расстояниях до 10 метров.  Если нет встроенного Bluetooth адаптера, то он может быть выполнен в виде дополнительного внешнего устройства (USB bluetooth адаптера), подключаемого через USB-порт. USB bluetooth адаптеры предназначены для беспроводного подключения карманных или блокнотных ПК, или сотового телефона к настольному компьютеру. .[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Евстифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].

Разъемы звуковой карты: для подключения колонок, микрофона и линейный выход. [ Родин, В. В. Канал ввода информации в ПЭВМ / В. В. Родин, О. Б. Шекера, В. Н. Ширчков // Учебный эксперимент в высшей школе. – 2005. – № 1. – С. 66].

Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК перечисленных портов зависит от его стоимости и уровня современности.

В системном блоке расположены основные узлы компьютера:

---

• системная или материнская плата (motherboard), на которой установлены дочерние платы (контроллеры устройств, адаптеры или  карты) и другие электронные устройства;
• блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, для электронных схем компьютера;
• накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер);
• накопители на оптических дисках (типа DVD - RW или CD – RW), предназначенные для чтения и записи на компакт - диски;
• накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на дискеты;

устройства охлаждения. .[ Попов, Т. А. Устройство ввода информации в ПЭВМ / Т. А. Попов, В. В. Родин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сборник научных трудов XI Международной научно-технической конференции в рамках II Всероссийского светотехнического форума с международным участием (г. Саранск, 3–4 дек. 2013 г.). – Саранск : Афанасьев В. С., 2013. – С. 433].

Клавиатура- устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 6 групп:

1. Клавиши пишущей машинки.
2. Цифровые клавиши (переключение режима работы осуществляется клавишей NumLock).
3. Клавиши редактирования (Insert, Delete, Back Space).
4. Клавиши управления курсором (две группы клавиш: четыре клавиши со стрелками и четыре клавиши: Home, End, Page Up, Page Down).
5. Специальные клавиши (Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print Screen, Pause).

Функциональные клавиши F1 – F12 (расположены в верхней части клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся команд). .[ Попов, Т. А. Устройство ввода информации в ПЭВМ / Т. А. Попов, В. В. Родин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики : сборник научных трудов XI Международной научно-технической конференции в рамках II Всероссийского светотехнического форума с международным участием (г. Саранск, 3–4 дек. 2013 г.). – Саранск : Афанасьев В. С., 2013. – С. 433].

Размещение клавиш первой группы соответствует пишущей машинке. Расположение латинских букв на клавиатуре IBM PC, как правило, такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы – как на русской пишущей машинке. [ Родин, В. В. Канал ввода информации в ПЭВМ / В. В. Родин, О. Б. Шекера, В. Н. Ширчков // Учебный эксперимент в высшей школе. – 2005. – № 1. – С. 66].

Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся на верхнем регистре клавиатуры, имеется клавиша [Shift]. Например, чтобы ввести прописную букву, надо нажать клавишу [Shift] и, не отпуская ее, нажать клавишу с требуемым символом. .[ Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega : Руководство пользователя / А. В. Евстифеев. – Москва : Додэка -XXI, 2007. – C. 432].

---