Файл: «Устройство персонального компьютера».pdf

Рабочая станция - это тип компьютера, используемый для инженерных приложений (CAD / CAM), настольных издательских систем, разработки программного обеспечения и других типов приложений, которые требуют умеренной вычислительной мощности и относительно высокого качества графических возможностей. Рабочие станции обычно поставляются с большим графическим экраном высокого разрешения, большим объемом оперативной памяти, встроенной поддержкой сети и графическим интерфейсом пользователя. Большинство рабочих станций также имеют запоминающее устройство большой емкости, такое как дисковод, но рабочая станция специального типа, называемая бездисковой рабочей станцией, поставляется без дисковода. Наиболее распространенными операционными системами для рабочих станций являются UNIX и Windows NT. Как и персональные компьютеры, большинство рабочих станций являются однопользовательскими компьютерами. Однако рабочие станции обычно связаны между собой, образуя локальную сеть, хотя их также можно использовать как автономные системы.

Отдельным типом можно выделить персональные компьютеры. Его можно определить как небольшой, относительно недорогой компьютер, разработанный для отдельного пользователя. По цене персональные компьютеры варьируются от нескольких сотен фунтов до пяти тысяч фунтов. Все они основаны на микропроцессорной технологии, которая позволяет производителям размещать весь процессор на одном чипе. Предприятия используют персональные компьютеры для обработки текстов, учета, публикации на рабочем столе, а также для запуска приложений для работы с электронными таблицами и базами данных. Дома наиболее популярное использование персональных компьютеров - игры и игры в Интернете.

Персональные компьютеры впервые появились в конце 1970-х годов. Одним из первых и самых популярных персональных компьютеров был Apple II, представленный в 1977 году компанией Apple Computer. В конце 1970-х и начале 1980-х новые модели и конкурирующие операционные системы, казалось, появлялись ежедневно. Затем, в 1981 году, IBM вступила в борьбу со своим первым персональным компьютером, известным как IBM PC. IBM PC быстро стал предпочтительным персональным компьютером, и большинство других производителей персональных компьютеров отошли на второй план. ПК. сокращение от персонального компьютера или IBM PC. Одной из немногих компаний, переживших натиск IBM, был Apple Computer, который остается крупным игроком на рынке персональных компьютеров. Другие компании приспособились к доминированию IBM, создав клоны IBM - компьютеры, которые по своей сути были почти такими же, как IBM PC, но стоили дешевле. Поскольку клоны IBM использовали те же микропроцессоры, что и ПК IBM, они могли работать с тем же программным обеспечением. За прошедшие годы IBM потеряла большую часть своего влияния на руководство развитием ПК. Поэтому после выпуска первого ПК IBM термин «ПК» все больше и больше стал обозначать IBM или IBM-совместимые персональные компьютеры, за исключением других типов персональных компьютеров, таких как Macintoshes. В последние годы термин ПК становится все труднее определить. В целом, однако, это относится к любому персональному компьютеру на базе микропроцессора Intel или совместимого с Intel микропроцессора. Почти для любого другого компонента, включая операционную систему, есть несколько вариантов, каждый из которых подпадает под рубрику ПК

Сегодня мир персональных компьютеров в основном разделен между Apple Macintoshes и ПК. Основными характеристиками персональных компьютеров являются то, что они являются однопользовательскими системами и основаны на микропроцессорах. Однако, хотя персональные компьютеры спроектированы как однопользовательские системы, обычно их объединяют в сеть. С точки зрения власти, есть большое разнообразие. В конце концов, разница между персональными компьютерами и рабочими станциями исчезла. Высокопроизводительные модели Macintosh и ПК предлагают ту же вычислительную мощность и графические возможности, что и рабочие станции низкого уровня от Sun Microsystems, Hewlett-Packard и DEC.

Фактические персональные компьютеры обычно можно классифицировать по размеру и корпусу / корпусу. Шасси или корпус - это металлическая рама, которая служит структурной опорой для электронных компонентов. Каждая компьютерная система требует как минимум одного шасси для размещения плат и проводки. Шасси также содержит слоты для плат расширения. Если вы хотите вставить больше плат, чем имеется слотов, вам понадобится шасси расширения, которое предоставляет дополнительные слоты. Существует два основных варианта конструкции шасси - настольные модели и модели башен, но существует много вариантов этих двух основных типов. Тогда прибудут портативные компьютеры, которые являются компьютерами, достаточно маленькими, чтобы нести. Портативные компьютеры включают в себя ноутбуки и субноутбуки, портативные компьютеры, карманные компьютеры и КПК.

По типу корпуса можно выделить модель «Tower». Термин относится к компьютеру, в котором блок питания, материнская плата и запоминающие устройства расположены друг над другом в шкафу. Это в отличие от настольных моделей, в которых эти компоненты размещены в более компактной коробке. Основным преимуществом моделей башен является то, что в них меньше места, что облегчает установку дополнительных устройств хранения.

Следующим тип следует рассмотреть настольные ПК. Компьютер, разработанный для удобного размещения на столе, обычно с монитором, установленным на верхней части компьютера. Настольные модели компьютеров являются широкими и низкими, в то время как модели башенных компьютеров являются узкими и высокими. Из-за своей формы настольные модели компьютеров обычно ограничены тремя внутренними запоминающими устройствами. Настольные модели, разработанные как очень маленькие, иногда называют тонкими моделями.

После этого стоит выделить ноутбуки. Ноутбуки обычно весят менее 6 фунтов и достаточно малы, чтобы их можно было легко поместить в портфель. Помимо размера, основным различием между ноутбуком и персональным компьютером является экран дисплея. Ноутбуки используют различные технологии, известные как технологии плоских панелей, для создания легкого и не громоздкого экрана дисплея. Качество экранов ноутбуков значительно различается. С точки зрения вычислительной мощности современные ноутбуки практически эквивалентны персональным компьютерам. У них одинаковые процессоры, объем памяти и дисководы. Однако вся эта мощность в небольшой упаковке стоит дорого. Ноутбуки стоят примерно вдвое дороже, чем аналогичные компьютеры обычного размера. Ноутбуки поставляются с аккумуляторами, которые позволяют запускать их без подключения к сети. Однако аккумуляторы необходимо заряжать каждые несколько часов.

Лэптоп (также портативный компьютер), часто называемый ноутбуком, представляет собой небольшой портативный персональный компьютер (ПК) с форм-фактором «раскладушка», обычно имеющий тонкий ЖК или светодиодный экран компьютера, установленный на внутренней стороне верхней крышки раскладушки. и буквенно-цифровая клавиатура на внутренней стороне нижней крышки. Раскладушка открыта для использования на компьютере. Ноутбуки складываются для транспортировки и поэтому подходят для мобильного использования. Его название происходит от колен, так как считается, что оно помещается на колени человека при использовании. Хотя изначально существовало различие между ноутбуками и ноутбуками (первые были больше и тяжелее, чем последние), по состоянию на 2014 год зачастую больше нет различий. Сегодня ноутбуки обычно используются в различных условиях, таких как на работе, в образовании, для игр, интернет-серфинга, персональных мультимедиа и обычного домашнего компьютера.

Субноутбук (также называемый ультрапортативным, сверхпортативным или мини-ноутбуком) - это класс ноутбуков (или «ноутбуков»), которые меньше и легче обычного ноутбука.

Эти компьютеры иногда путают с категорией ультрамобильных ПК, которая называется платформой для планшетных ПК малого форм-фактора. UMPC меньше, чем субноутбуки, однако обе они, как правило, работают под управлением полных настольных операционных систем, таких как Windows или Linux, а не специализированного программного обеспечения, такого как Windows CE, Palm OS или Internet Tablet OS. Субноутбуки также иногда путают с нетбуками, которые представляют собой другую категорию устройств, которые в целом отличаются от мини-ноутбуков. Нетбуки чаще всего намного дешевле, чем субноутбуки, так как они оптимизированы для использования в качестве портативных устройств с поддержкой Интернета и, как правило, не обладают вычислительной мощностью рабочей станции. Нетбуки, как правило, имеют процессоры TDP 9 Вт, жертвуя производительностью ради экономии энергии, тогда как в субноутбуках часто используются процессоры TDP 18 Вт.

Карманный компьютер, или сокращенно H / PC, - это компьютер, построенный по форм-фактору, который значительно меньше любого стандартного ноутбука. Иногда его называют карманным компьютером.

Большинство карманных ПК используют операционную систему, специально предназначенную для мобильного использования, например Windows CE от Microsoft. Сверхкомпактные ноутбуки, способные работать с обычными настольными операционными системами, совместимыми с X86, обычно классифицируются как субноутбуки.

Palmtop -маленький компьютер, который буквально умещается на вашей ладони. По сравнению с полноразмерными компьютерами карманные компьютеры строго ограничены, но они полезны для определенных функций, таких как телефонные книги и календари. Карманные компьютеры, в которых для ввода используется ручка, а не клавиатура, часто называют портативными компьютерами или КПК. Из-за своего небольшого размера большинство карманных компьютеров не имеют дисководов. Однако многие из них содержат слоты PCMCIA, в которые можно вставлять дисководы, модемы, память и другие устройства. Карманные компьютеры также называют КПК, карманные компьютеры и карманные компьютеры

Организация компьютерных систем

Если рассматривать общую модель компьютера, то стоит выделить связанные между собой компоненты: процессоры, устройства памяти и ввода-вывода. Это ключевые понятия, которые должны рассматриваться по изучению устройства персонального компьютера.

3.1 Процессор и шины данных

В самом начале рассмотрим центральный процессор – его функция: выполнение программ, которые находятся в основной памяти. Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет одну за другой. Компоненты центрального процессора соединены шиной, которые представлены набором параллельно связанных проводов, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления.

Рассмотрим немного подробнее шины данных. В компьютерной архитектуре шина - это система связи, которая передает данные между компонентами внутри компьютера или между компьютерами. Это выражение охватывает все связанные аппаратные компоненты и программное обеспечение, включая протоколы связи.

В общем, шина данных широко определена. Первый стандарт для шины данных был 32-разрядным, тогда как более новые системы шины данных могут обрабатывать гораздо большие объемы данных. Шина данных может передавать данные в и из памяти компьютера или в центральный процессор (ЦП) или из него, который действует как «движок» устройства. Шина данных также может передавать информацию между двумя компьютерами.

Использование термина «шина данных» в ИТ несколько похоже на использование термина «электрическая шина» в электронике. Электронная шина обеспечивает средство для передачи тока таким же образом, как и шина данных для передачи данных. В современных сложных вычислительных системах данные часто передаются через различные части материнской платы компьютера и периферийных устройств. В новых проектах сетей данные также передаются между различными аппаратными компонентами и более широкой кабельной или виртуальной системой. Шины данных являются фундаментальными инструментами, помогающими облегчить всю передачу данных, которая позволяет передавать данные по требованию в пользовательских и других системах.

Шина памяти - это компьютерная шина, которая соединяет основную память с контроллером памяти в компьютерных системах. Первоначально использовались шины общего назначения, такие как VMEbus и шина S-100, но для уменьшения задержки современные шины памяти предназначены для непосредственного подключения к микросхемам DRAM и, таким образом, разрабатываются органами по стандартизации микросхем, такими как JEDEC. Примерами являются различные поколения SDRAM и последовательные шины типа точка-точка, такие как SLDRAM и RDRAM. Исключением является модуль DIMM с полной буферизацией, который, несмотря на тщательную разработку для минимизации эффекта, подвергся критике за его большую задержку.

Обычный PCI, часто сокращаемый до PCI, является локальной компьютерной шиной для подключения аппаратных устройств к компьютеру. PCI - это сокращение от Peripheral Component Interconnect и является частью стандарта локальной шины PCI. Шина PCI поддерживает функции, имеющиеся на процессорной шине, но в стандартизированном формате, который не зависит от собственной шины конкретного процессора. Устройства, подключенные к шине PCI, представляются мастеру шины для непосредственного подключения к его собственной шине, и им назначаются адреса в адресном пространстве процессора. Это параллельная шина, синхронная с одной шиной часов.

Универсальная последовательная шина (USB) является отраслевым стандартом, который устанавливает спецификации для кабелей и разъемов и протоколов для подключения, связи и питания между компьютерами, периферийными устройствами и другими компьютерами. Выпущенный в 1996 году стандарт USB в настоящее время поддерживается Форумом разработчиков USB (USB-IF). Существует четыре поколения спецификаций USB: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x и USB4.

В состав процессора входят следующие устройства: устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ), регистры процессорной памяти. УУ управляет работой всех устройств компьютера по заданной программе. УУ извлекает очередную команду из регистра команд, определяет, что надо делать с данными, а затем задает последовательность действий выполнения поставленной задачи. (Функцию устройства управления можно сравнить с работой дирижера, управляющего оркестром. Своеобразной "партитурой" для УУ является программа.)

Внутри каждого процессора находится память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Регистров всегда бывает некоторое количество. Регистры же работают на огромной скорости, так как они находятся внутри центрального процессора, а там самая быстрая память из всех составляющих ПК.