Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров.pdf

Несмотря на то, что все большее число пользователей сегодня отдает предпочтение мобильным устройствам обработки информации, персональные компьютеры до сих пор востребованы как в личных целях, так и для выполнения должностных функций различной сложности. Персональный компьютер обладает богатой историей развития, которая до сих пор не закончена – улучшения продолжают разрабатываться и внедряться, благодаря чему сегодня обработка информации – процесс более простой, чем когда–либо.

Тот уровень развития современных технологий, в частности – персональных компьютеров, который мы видим сегодня, обусловлен постепенным прогрессом в различных его частях – от программного до аппаратного обеспечения. Одним из ключевых периферийных устройств в компьютере является монитор – средство отображения информации различных видов и форматов, предназначенное для эффективного и даже приятного общения пользователя с системой. Мониторы, равно как и некоторые другие аппаратные составляющие персонального компьютера, прошли долгий путь до современного вида – от объемного корпуса и электронно–лучевой трубки и до плазменных и жидкокристаллических матриц. В зависимости от вида монитора, варьируются и его характеристики – разрешение, цветопередача и т.д., а также, что немаловажно – влияние на зрение и утомляемость пользователя.

Цель работы – рассмотрение характеристик и типов мониторов для персональных компьютеров.

Задачи работы:

описать общий вид архитектуры персонального компьютера;
охарактеризовать устройства ввода–вывода;
привести краткую историю развития мониторов;
рассмотреть типы мониторов и их характеристики;
подвести итоги.

Объект работы – мониторы, а предмет – их типы и соответствующие характеристики.

Работа состоит из двух глав, каждая из которых включает по два параграфа. Также в работу включены такие структурные элементы, как введение, заключение и список литературы.

Теоретической базой работы выступили современные и актуальные сегодня источники, результаты научных изысканий известных специалистов в области аппаратного обеспечения компьютеров и, в частности, – мониторов различных видов.

1. Общее описание компонентов персонального компьютера

Архитектура персонального компьютера

Архитектура персонального компьютера (ПК) включает в себя структуру, которая отражает состав ПК, и программное обеспечение. Структура ПК – это набор его функциональных элементов (от основных логических узлов до простейших схем) и связей между ними [11]. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов ПК, к которым относят процессор, оперативное запоминающее устройство, внешние запоминающие устройства и периферийные устройства. Основным принципом построения всех современных ПК является программное управление.

В 1946 году американские математики Джон фон Нейман, Герман Голдштейн и Артур Бёркс в совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. На основе этих принципов производилось 1–е и 2–е поколение компьютеров. В следующих поколениях происходили некоторые изменения, но принципы фон Неймана (как они были названы) сохранялись.

Основные принципы фон Неймана:

1. Использование двоичной системы счисления в ПК, в которой устройствам гораздо проще выполнять арифметико–логические операции, чем в десятичной.
2. Программное управление ПК. Работа ПК управляется программой, которая состоит из набора команд, выполняющихся последовательно одна за другой. Создание машины с хранимой в памяти программой положило начало программированию.
3. Данные и программы хранятся в памяти ПК. Команды и данные кодируются одинаково в двоичной системе.
4. Ячейки памяти ПК имеют последовательно пронумерованные адреса. Возможность обращения к любой ячейке памяти по ее адресу позволила использовать переменные в программировании.
5. Возможность условного перехода при выполнении программы. Команды в ПК выполняются последовательно, но при необходимости можно реализовать переход к любой части кода [11].

В состав машины фон Неймана входили: запоминающее устройство (ЗУ); арифметико–логическое устройство (АЛУ), которое выполняло все арифметические и логические операции; устройство управления (УУ), которое координирует действия всех узлов машины в соответствии с программой; устройства ввода–вывода. Программы и данные вводились в ЗУ из устройства ввода через АЛУ. Все команды программы записывались в ячейки памяти последовательно, а данные для обработки – в произвольные ячейки.

В основу архитектуры современных ПК заложен магистрально–модульный принцип. ПК состоит из отдельных частей – модулей, которые являются относительно самостоятельными устройствами ПК (например, процессор, оперативная память, контроллер, дисплей, принтер, сканер и т.д.). Модульный принцип позволяет пользователю самостоятельно комплектовать необходимую конфигурацию ПК и производить при необходимости его обновление. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Для работы ПК как единого механизма необходимо осуществлять обмен данными между различными устройствами, за что отвечает системная (магистральная) шина, которая выполняется в виде печатного мостика на материнской плате. Основные особенности архитектуры ПК сводятся к принципам компоновки аппаратуры, а также к выбранному набору системных аппаратных средств. Подобная архитектура характеризуется ее открытостью – возможностью включения в ПК дополнительных устройств (системных и периферийных), а также возможностью простого встраивания программ пользователя на любом уровне программного обеспечения ПК [4].

Т.к. при использовании системной магистрали для обмена процессора с памятью приходится учитывать скоростные ограничения самой магистрали, то существенного ускорения обмена данными с помощью магистрали добиться невозможно. Для решения этого вопроса был предложен следующий подход. Системная память вместо системной магистрали подключается к специальной высокоскоростной шине, которая дистанционно находится ближе к процессору и не требует сложных буферов и больших расстояний. В этом случае обмен с памятью идет с максимально возможной для процессора скоростью, и системная магистраль не замедляет его. Особенно актуальным это решение стало с ростом быстродействия процессора. Таким образом, структура ПК из одношинной, которая применялась только в первых компьютерах, становится трехшинной [11].

Рисунок 1. Трехшинная структура ПК

АЛУ и УУ в современных ПК образуют процессор. Процессор, который состоит из одной или нескольких больших интегральных схем, называется микропроцессором или микропроцессорным комплектом.

Очевидно, архитектура современных персональных компьютеров включает программную и аппаратную части. В ключе данного исследования актуально рассмотрение именно аппаратной части. Функционирование персонального компьютера обеспечивается сложной системой взаимодействия его комплектующих. Самые главные компоненты, образующие «ядро» ПК, расположены в металлическом кейсе, который называется системный блок. Каждый компонент одинаково важен и незаменим, и если одно из устройств отсутствует или неисправно, правильная работа компьютера не гарантируется (но скорее всего он просто не включится) [9].

Процессор

Процессор является самым главным компонентом компьютера. Именно он управляет всеми остальными устройствами, входящими в систему. Тактовая частота – это основной показатель производительности процессора. Чем она выше, тем больше команд может выполнить процессор, и тем меньше будет время, затраченное на их исполнение.

Жесткий диск (винчестер)

За хранение данных отвечает именно винчестер. Это так называемое постоянно–запоминающее устройство, энергонезависимая память. Данные пользователя хранятся на магнитном диске. Основными параметрами винчестера являются емкость (современные жесткие диски достигают в объеме несколько терабайт) и скорость оборотов в минуту.

Видеокарта

Главная функция графического адаптера (как еще называют видеокарту) заключается в преобразовании данных, хранящихся в памяти компьютера, в удобную для вывода на экран форму. Купить видеокарту можно в пределах 1200 рублей за бюджетную модель.

Если говорить о самой важной характеристике видеокарты, то это частота ее памяти. Частота памяти – это скорость обработки данных. Если раньше графические данные обрабатывались еще и процессором, то современные видеокарты занимаются этим самостоятельно, освобождая ресурсы процессора на выполнение других задач [9]

Оперативная память

Это так называемое оперативно–запоминающее устройство для хранения данных. Его функционирование зависит от наличия электроэнергии, при пропадании питания вся память стирается из ОЗУ. Оперативная память хранит микрокоманды и данных, необходимые для работы центрального процессора. Она обеспечивает более быстрый доступ к информации, чем винчестер. Поэтому именно в оперативной памяти хранятся все запущенные пользователем приложения.

Конечно, чем выше емкость оперативной памяти, тем лучше. Но не стоит также забывать и о частоте, то есть об ее скорости.

Устройства ввода–вывода

К устройствам ввода относят клавиатуру, мышь, джойстики и др. За вывод информации отвечает монитор, принтер, и пр. Именно через эти устройства происходит диалог пользователя с компьютером.

Учитывая тесное взаимодействие всех комплектующих ПК, необходимо заниматься их подбором с особой тщательностью. Максимальная производительность компьютера может быть достигнута только при следовании этим путем [9].

2. Устройства ввода–вывода

Устройства ввода информации

Клавиатура – устройство для ввода информации. Для подключения клавиатуры имеется порт клавиатуры – логическое устройство (микросхема), принимающее специальный сигнал (скан–код) от клавиатуры в момент нажатия клавиши. Порт клавиатуры обращается к процессору, затем запускается программа обработки прерывания клавиатуры. После окончания программы обработки, определяется код нажатой клавиши, после чего программа ждет новых действий со стороны пользователя. Клавиатура может также подключаться к порту USB [7].

Рисунок 2. Клавиатура

Мышь – устройство позиционирования. Подключается к последовательному порту компьютера, PS–разъему или USB порту. Это электромеханическое устройство, внутри которого находится шарик. Специальная программа отслеживает перемещение шарика по столу и выполняет те или иные действия. Оптические мыши работают на оптическом принципе преобразования перемещений в сигнал. С помощью мыши управляют программами, написанными для Windows [13].

Рисунок 3. Компьютерная мышь

Трекбол – тоже устройство позиционирования, в котором шарик вращается рукой [13].

Рисунок 4. Трекбол

Сканер – устройство ввода изображения с двухмерной поверхности в компьютер. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера. На считываемое изображение подается луч света, который, отражаясь, попадает на специальный элемент, преобразующий свет в электрический сигнал [7].

Рисунок 5. Сканер

Устройства вывода информации

Наиболее распространенные – монитор и принтер.

Монитор предназначен для отображения текстовой и графической информации. В текстовом режиме монитор разбивается на отдельные участки – знакоместа, на которых отображаются символы. В графическом режиме – изображение состоит из точек (пикселей). Монитор подключается к процессору через видеоадаптер. Количество точек по горизонтали и по вертикали, которые монитор способен воспроизвести четко и раздельно, называют разрешающей способностью монитора [2].